近幾年來,我國經(jīng)濟平穩(wěn)快速發(fā)展,帶動了我國鋼鐵企業(yè)的回暖,同時對鐵礦石的消耗也不斷增加,而我國高品質(zhì)鐵礦石資源較少,以至于對國外鐵礦石進口依賴程度較高。為了能更好的綜合利用我國豐富的中高磷鐵礦資源,本文對白云鄂博鐵精礦預還原燒結(jié)過程中磷的氣化脫除做出研究。其目的是加快預還原燒結(jié)氣化脫磷反應速率,減少還原出的磷氣體在預還原燒結(jié)過程中的停留時間,防止磷氣體再次進入金屬鐵相,更多的脫除白云鄂博鐵精礦中的磷元素。本實驗采用熱綜合分析儀對燒結(jié)過程進行研究,獲得TG-DSC曲線,計算氣化脫磷反應活化能,確定反應機理函數(shù),揭示氣化脫磷反應機制,從而為預還原燒結(jié)氣化脫磷反應提供動力學理論支持。預還原燒結(jié)工藝采用負壓（0.9atm）操作,并非在1atm下（標準狀態(tài)）進行,所以通過FactSage熱力學軟件對標準及非標準態(tài)下脫磷反應進行計算并分析,結(jié)果表明,添加Na₂CO₃純試劑、改變堿度以及負壓操作三個方面可以改善預還原燒結(jié)過程中磷的氣化脫除,理論計算結(jié)果表明磷灰石的碳熱開始還原溫度由1750K降低到1054K。為探明預還原燒結(jié)氣化脫磷反應動力學機理,通過實驗... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

005-2017年鐵礦石進口數(shù)量變化及同比增長圖

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-5-要以磷灰石和獨居石兩種形式存在，再加上掃描電鏡的觀察白云鄂博礦石含磷礦物大多富集在鐵礦物周邊被脈石成分所包裹，含磷礦物獨居石和磷灰石即有相互依存的也有單獨存在的。趙偉[65]等研究“白云鄂博礦預還原燒結(jié)工藝對脫磷的影響”，白云鄂博原礦實驗模擬預還原燒結(jié)工藝脫磷的最佳條件為：配碳量為15%，焙燒溫度為1050℃，堿度為0.5，配加5%Na2CO3，達到最佳脫磷率31.61%。還原生成的磷氣體易與金屬鐵結(jié)合形成FexP化合物，使得氣化脫磷增加趨勢變得較為緩慢。陳衍彪等[63]對白云鄂博鐵精礦預還原燒結(jié)過程中磷的遷移行為進行研究，確定適宜的鐵精礦氣化脫磷工藝條件，采用理論分析和試驗研究相結(jié)合的方法，開展從宏觀到微觀尺度的深度還原過程中磷元素反應特性的基礎性研究，為實現(xiàn)預還原燒結(jié)過程中磷元素遷移走向的控制提供理論支撐。白云鄂博鐵礦屬于中磷鐵礦，其儲量高達14億噸，探明其中礦石成分、磷的賦存狀態(tài)以及周圍的脈石成分，是研究預還原燒結(jié)礦制備過程中氣化脫磷動力學的先前工作。如果在預燒結(jié)過程中通過添加某種脫磷劑及改變動力學條件，可以使磷元素轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定的磷氣體并排出，這一研究將對預還原燒結(jié)礦實際生產(chǎn)過程中氣化脫磷具有重大指導意義[10~13]。為研究白云鄂博鐵精礦礦物組成進行了X衍射分析，如圖1.2所示。圖1.2白云鄂博鐵精礦的XRD分析圖譜運用掃描電鏡對白云鄂博礦進行微觀形貌觀察及元素面掃描分析，如圖1.3所示。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-6-圖1.3白云鄂博原礦掃描電鏡與能譜分析：(a)白云鄂博塊礦形貌;(b)-(h)分別對應鐵元素、氧元素、磷元素、硅元素、硒元素、鋁元素、鈣元素分布；(i)-(l)分別對應ABCD點的能譜分析白云鄂博鐵精礦主要礦物組成及相對含量檢測結(jié)果，如表1.1。表1.1白云鄂博鐵精礦中主要礦物組成及百分含量（wt%）礦物磁鐵礦黃鐵礦磁黃鐵礦赤鐵礦螢石白云石閃石含量/%84.050.461.217.910.460.051.47其他（含量/%）：重晶石、石英、方解石、菱鐵礦。白云鄂博鐵精礦主要礦物組成主要為Fe3O4，并有少量的黃鐵礦、赤鐵礦、脈石等，經(jīng)過選礦鐵精礦脈石及各種雜質(zhì)占比降低，X射線衍射分析并不明顯。為了更進一步了解白云鄂博鐵精礦成分，也對其進行了磷的物相分析，如表1.2。表1.2白云鄂博鐵精礦中磷的物相及分布（wt%）賦存狀態(tài)磷灰石獨居石總磷占有率/%84.6215.38100.00

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]高磷鮞狀赤鐵礦深度還原過程中磷元素遷移控制基礎研究[D]. 李國峰.東北大學 2017
[2]高磷鮞狀赤鐵礦石深度還原基礎研究[D]. 孫永升.東北大學 2015

碩士論文
[1]包鋼轉(zhuǎn)爐渣微波碳熱還原脫磷研究[D]. 李海洋.內(nèi)蒙古科技大學 2015
[2]高磷鮞狀赤鐵礦燒結(jié)氣化脫磷的研究[D]. 王輝.華北理工大學 2015
[3]CaO-SiO2-P2O5-FeO渣系脫磷動力學的研究[D]. 王強.東北大學 2012
[4]高磷礦燒結(jié)脫磷研究[D]. 田鐵磊.河北聯(lián)合大學 2012
[5]焦炭顆粒與二氧化碳氣化過程的實驗與動力學模型的研究[D]. 周瑋.上海交通大學 2008
[6]高磷赤鐵礦酸浸降磷及浸出液綜合利用的研究[D]. 余盛穎.武漢理工大學 2007
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本文編號：3505458