【摘要】：隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展,鐵礦石資源日趨緊張,資源短缺已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。硫酸渣作為一種富含鐵元素的二次資源,還含有少量的銅、鉛、鋅等有色金屬,以及較高的有害元素硫,是一種典型的難選難冶二次資源鐵礦。我國(guó)化工行業(yè)每年排放數(shù)千萬噸的硫酸渣,累計(jì)全國(guó)各地堆存量過億噸。因此,開發(fā)在煉鐵工序中適宜的使用方法對(duì)于緩解我國(guó)鐵礦缺乏的現(xiàn)狀,實(shí)現(xiàn)資源綜合利用具有重要意義。從文獻(xiàn)報(bào)道看,硫酸渣在制備建材、顏料、煉鐵等方面都有應(yīng)用。但是考慮到目前硫酸渣的產(chǎn)生量,未來大規(guī)模的應(yīng)用還需著眼于煉鐵過程。硫酸渣在煉鐵過程中適宜的使用方法需綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備腐蝕、尾氣排放等綜合因素。為了對(duì)未來硫酸渣在煉鐵過程中的適宜工藝選擇提供依據(jù),本文分別針對(duì)硫酸渣的燒結(jié)和球團(tuán)工藝的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究,得出以下主要結(jié)論:①硫酸渣的主要物相是赤鐵礦(hematite Fe2O3),磁鐵礦(magnetite Fe3O4)以及鎂鐵尖晶石(magnesioferrite),研究所用澳礦的主要物相是赤鐵礦(hematite Fe2O3),含有一定量的羥基和少量高嶺土;硫酸渣粒度小于0.2mm的顆粒含量接近80%,在燒結(jié)制粒過程中可作為粘附粒子,澳礦粒度較大,可以作為形核顆粒;硫酸渣的濕容量為37.25%,接觸角為73.6°;澳礦的濕容量為22.01%,接觸角為69.8°;從硫酸渣的微觀形貌可以看出,硫酸渣顆粒多呈圓球狀、顆粒的表面有大量微小孔隙,導(dǎo)致成球性較差。②在堿度為1.2、配碳量5.0%,硫酸渣配比50%時(shí),硫酸渣燒結(jié)混合料的實(shí)際含水量應(yīng)控制在10±0.3%,比普通鐵礦石燒結(jié)混合料所需的外配水要高,因?yàn)榱蛩嵩汕蛐Ч^差,增加配水量以改善成球效果;在配碳量5.0%,硫酸渣配比50%,燒結(jié)混合料實(shí)際含水10%左右時(shí),硫酸渣燒結(jié)混合料的堿度應(yīng)控制在1.5;在堿度為1.5,硫酸渣配比50%,燒結(jié)混合料實(shí)際含水10%左右時(shí),硫酸渣燒結(jié)混合料的配碳量應(yīng)控制在5.0%。硫酸渣燒結(jié)混合料適宜的含水量10%,堿度1.5,配碳量5.0%。③在堿度為1.5、配碳量5.0%、燒結(jié)混合料實(shí)際含水10%左右時(shí),提高硫酸渣配比,燒結(jié)礦質(zhì)量惡化嚴(yán)重,主要原因?yàn)榱蛩嵩昧吭黾?導(dǎo)致混合料形核粒子減少,制粒效果變差,導(dǎo)致透氣性惡化,降低了燒結(jié)礦質(zhì)量。工藝的優(yōu)化后的方案是:堿度1.5、配碳量5.0%、硫酸渣配比50%、返礦20%、實(shí)際含水量10%,該方案下燒結(jié)礦的成品率約為85%、落下強(qiáng)度約為68%、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度約為48%、抗磨指數(shù)在4.4%以下。對(duì)優(yōu)化后的方案燒成的燒結(jié)礦進(jìn)行冶金性能檢測(cè),結(jié)果如下:低溫還原粉化指數(shù)RDI+3.15=86.16%;還原度指數(shù)77.5%,還原率指數(shù)45.14%;Tsa軟化溫度區(qū)間△Tsa=Ts-Ta=128℃,Tm渣鐵開始滴落溫度Tm=1420℃;最優(yōu)方案下的燒結(jié)礦質(zhì)量可以滿足高爐煉鐵生產(chǎn)。硫酸渣燒結(jié)混合料在燒結(jié)過程中可以脫除部分硫和砷,但須注意燒結(jié)設(shè)備的防護(hù)。④硫酸渣壓塊焙燒實(shí)驗(yàn)表明,硫酸渣球團(tuán)適宜的焙燒溫度在1260℃,焙燒時(shí)間在12min。硫酸渣在造球前要進(jìn)行球磨處理,未經(jīng)球磨的硫酸渣造球效果較差,生球落下強(qiáng)度很低,不能滿足生產(chǎn),硫酸渣經(jīng)過球磨處理后,粒度變小,增大顆粒表面能,改善成球性能,球磨時(shí)間增加生球落下強(qiáng)度明顯增加;增加膨潤(rùn)土有利于改善硫酸渣成球性能,但要控制膨潤(rùn)土的添加量,膨潤(rùn)土添加量過多,會(huì)降低球團(tuán)礦含鐵品位。⑤研究了球磨時(shí)間和膨潤(rùn)土含量對(duì)硫酸渣造球的影響,研究表明,膨潤(rùn)土添加量2.0%,球磨時(shí)間40min的條件下,焙燒后球團(tuán)抗壓強(qiáng)度達(dá)到了3.458k N/個(gè),可以滿足高爐冶煉的生產(chǎn)要求。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF53

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本文編號(hào)：2746260