為減少因低品位廢棄含鎳礦堆積而產(chǎn)生的重金屬污染和鎳資源浪費,同時達到有效利用固廢資源及改善褐鐵礦型紅土鎳礦燒結(jié)性能的目的,在研究兩者基本物化性能及礦物賦存狀態(tài)的基礎(chǔ)上,對比了褐鐵礦型紅土鎳礦無鋪底料燒結(jié)工藝、燒結(jié)礦鋪底料燒結(jié)工藝及廢棄塊礦鋪底料燒結(jié)工藝各項指標(biāo),并揭示了相關(guān)機制。結(jié)果表明:相對于無鋪底料燒結(jié)工藝及燒結(jié)礦鋪底料燒結(jié)工藝,采用廢棄塊礦作為鋪底料能更為有效地改善褐鐵礦型紅土鎳礦燒結(jié)性能,燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度分別提高10.16%、3.82%,利用系數(shù)分別增加13.40%、6.80%,固體燃耗分別降低9.64%、9.20%;同時,燒結(jié)礦冶金性能優(yōu)異,RI和RDI_{+3.15 mm}分別高達78.24%及96.79%。固結(jié)機制研究發(fā)現(xiàn):相對于其他2種工藝,廢棄塊礦鋪底料燒結(jié)工藝中,燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)由大孔薄壁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為大孔厚壁結(jié)構(gòu),且孔洞趨于規(guī)則的圓形;另外,SFCA面積分?jǐn)?shù)由7.27%、8.78%增至12.21%,并沿孔洞邊緣向內(nèi)部發(fā)展,主要固相—鐵尖晶石晶粒有所長大,彼此之間連結(jié)程度較好,能更為有效地被液相所潤濕,燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)更為緊密,從而使得燒結(jié)礦強度進一步提高。而... 

【文章來源】：鋼鐵研究學(xué)報. 2020,32(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

褐鐵礦型紅土鎳礦(a)與廢棄塊礦(b)的

廢棄塊礦鋪底料工藝燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)見圖4和表9。相對于無鋪底料及燒結(jié)礦鋪底料工藝,采用廢棄塊礦為鋪底料后,強度更高的塊礦能更好地起到氣體通道的作用,促進了燒結(jié)料層透氣性的進一步改善,使得燒結(jié)礦由大孔薄壁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為大孔厚壁結(jié)構(gòu),孔洞呈規(guī)則的圓形,這有利于燒結(jié)礦強度進一步的提高。燒結(jié)礦中,枝狀或熔蝕狀的SFCA由孔洞邊緣向燒結(jié)礦內(nèi)部發(fā)展,含量有所增多;同時,鐵尖晶石相間發(fā)生連通,晶粒聚集長大,相互之間聯(lián)系更為緊密,燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)明顯改善。因此,廢棄塊礦鋪底料工藝燒結(jié)礦強度可得到大幅提高。表7 圖2中打點區(qū)域礦物EDS分析Table 7 EDS analysis results for areas in Fig.2 區(qū)域 元素組成(原子數(shù)分?jǐn)?shù))/% 物相 Fe Cr Ni Mg Al Si Ca O 1 34.29 0.13 0.27 5.66 0.74 0.89 0.33 57.69 (Fe, Mg)Fe2O4 2 32.11 0.43 0.56 4.35 6.78 0.35 0.17 55.25 (Fe, Mg)·(Fe, Al)2O4 3 12.20 0.16 0.06 0.36 8.27 11.21 13.67 54.07 CaO·FeAl2O4·SiO2 4 11.09 0.21 0.11 5.31 0.47 12.13 12.79 57.89 CaO·(Fe, Mg)Fe2O4·SiO2 5 11.35 18.27 0.07 3.91 6.72 0.61 0.21 58.86 (Fe, Mg)·(Cr, Fe, Al)2O4 6 31.23 0.17 15.14 0.21 0.33 0.31 0.22 52.39 NiFe2O4 7 12.67 0.29 0.09 3.73 5.89 10.12 11.69 55.52 CaO·(Fe, Mg)Al2O4·SiO2 8 34.02 0.08 0.07 0.39 6.98 0.27 0.32 57.87 Fe(Fe, Al)2O4 9 17.67 0.37 0.11 0.37 8.36 10.45 11.37 51.30 SFCA 10 31.28 0.17 0.07 0.21 3.65 4.78 6.78 53.06 SFCA

各工藝燒結(jié)礦礦物組成及孔隙率見表10。與無鋪底料及燒結(jié)礦鋪底料工藝相比,采用廢棄塊礦鋪底料后,燒結(jié)礦孔隙率由51.21%、 48.92% 降低至35.73%,SFCA面積分?jǐn)?shù)由7.27%、8.78%進一步升至12.21%。這表明:以廢棄塊礦為鋪底料對燒結(jié)礦礦物組成及微觀結(jié)構(gòu)的改善效果更為優(yōu)異。由于廢棄塊礦強度優(yōu)于褐鐵礦型紅土鎳礦成品燒結(jié)礦,因此,相對于燒結(jié)礦鋪底料工藝,廢棄塊礦鋪底料工藝中燒結(jié)料層透氣性更為均勻,結(jié)合圖2～圖4燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)分析可知,燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)亦更為緊密,從而證明以廢棄塊礦為鋪底料可更為有效地改善褐鐵礦型紅土鎳礦燒結(jié)礦強度;同時,減少了燒結(jié)礦作為鋪底料對成品礦的消耗,促進了無煙煤更為充分地燃燒,使得燒結(jié)礦產(chǎn)量大幅提高,固體燃耗明顯降低。因此,廢棄塊礦鋪底料工藝同時實現(xiàn)了低品位廢棄塊礦的有效利用和褐鐵礦型紅土鎳礦燒結(jié)性能的大幅改善,值得推廣應(yīng)用。表8 圖3中打點區(qū)域礦物EDS分析Table 8 EDS analysis results for areas in Fig.3 區(qū)域 元素組成(原子數(shù)分?jǐn)?shù))/% 物相 Fe Cr Ni Mg Al Si Ca O 1 31.25 0.15 14.79 0.26 0.36 0.22 0.14 52.83 NiFe2O4 2 36.78 0.71 0.12 3.29 0.37 0.13 0.32 58.28 (Fe, Mg)Fe2O4 3 21.23 16.56 0.27 3.33 5.45 0.22 0.27 52.67 (Fe, Mg)·(Cr, Fe, Al)2O4 4 36.71 0.31 0.12 2.78 4.98 0.25 0.17 54.68 (Fe, Mg)·(Fe, Al)2O4 5 12.12 0.27 0.09 4.36 0.56 12.78 12.35 57.47 CaO·(Fe, Mg)Fe2O4·SiO2 6 11.78 0.41 0.15 0.35 5.89 10.98 12.79 57.65 CaO·FeAl2O4·SiO2 7 35.47 0.12 0.08 0.78 6.27 0.33 0.16 56.79 Fe(Fe, Al)2O4 8 13.12 0.67 0.11 3.23 5.12 10.78 11.37 55.60 CaO·(Fe, Mg)Al2O4·SiO2 9 32.22 0.39 0.12 0.45 3.12 5.33 6.89 51.48 SFCA

【參考文獻】：
期刊論文
[1]某高鋁澳礦對燒結(jié)粘結(jié)相流動性及脆性礦物的影響[J]. 馬旭東,吳勝利,翟曉波,蘇立新,呂旭東.  鋼鐵研究學(xué)報. 2019(11)
[2]低品位塊礦作鋪底料燒結(jié)試驗研究[J]. 雷仕江.  冶金動力. 2019(06)
[3]紅土鎳礦高爐工藝技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 董訓(xùn)祥,秦涔.  煉鐵. 2017(03)
[4]全球鎳礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及供需分析[J]. 張亮,楊卉芃,馮安生,曹飛.  礦產(chǎn)保護與利用. 2016(01)
[5]鎳鉻復(fù)合燒結(jié)礦制備工藝與固結(jié)機理[J]. 劉衍輝,呂學(xué)偉,陳攀,白晨光.  鋼鐵研究學(xué)報. 2016(03)
[6]Morphology characterization of periclase–hercynite refractories by reaction sintering[J]. Peng Jiang,Jun-hong Chen,Ming-wei Yan,Bin Li,Jin-dong Su,Xin-mei Hou.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(11)
[7]鎳鐵尾礦用于燒結(jié)生產(chǎn)的工業(yè)試驗[J]. 潘料庭,李林峰,蔡小霞.  燒結(jié)球團. 2015(01)
[8]塊礦作燒結(jié)鋪底料技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 劉曉軍,康學(xué)軍.  燒結(jié)球團. 2014(05)
[9]鋪底料改進對燒結(jié)性能影響對比試驗[J]. 何木光,易凱,何宣,郭剛.  礦業(yè)工程. 2014(01)
[10]紅土鎳礦燒結(jié)配加添加劑的工業(yè)試驗[J]. 潘料庭,楊靜,許嚴(yán)邦.  燒結(jié)球團. 2013(02)



本文編號：3351577