本文關(guān)鍵詞：高磷鮞狀赤鐵礦含碳球團(tuán)氣基豎爐直接還原基礎(chǔ)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《鋼鐵研究總院》 2015年

高磷鮞狀赤鐵礦含碳球團(tuán)氣基豎爐直接還原基礎(chǔ)研究

師學(xué)峰  

【摘要】：我國高磷鮞狀赤鐵礦儲量豐富,約占全國鐵礦資源的1/9,此類鐵礦石含P高(0.4～1.0%)、品位較低(35～50%),現(xiàn)有選礦流程無法實(shí)現(xiàn)鐵、磷元素的有效分離,造成此類礦石長期處于閑置狀態(tài)。通過對高磷鮞狀赤鐵礦進(jìn)行礦物學(xué)研究得知,礦石中氧化鐵晶粒嵌布粒度細(xì),并且與磷灰石、鮞綠泥石相互夾雜在一起,形成同心層狀相間的鮞粒結(jié)構(gòu),若不改變鐵的賦存形態(tài),鐵就無法精選富集,磷也無法有效去除。為了達(dá)到“提鐵脫磷”的目的,本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出了采用含碳球團(tuán)氣基豎爐直接還原工藝流程冶煉此類礦石。本文為該工藝的基礎(chǔ)研究,分別從反應(yīng)熱力學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬三個方面對該工藝進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),氣基直接還原下得到的高金屬化率球團(tuán),被還原的鐵晶粒沒有聚集長大,約為101μm,以針刺狀彌散在脈石礦物中,經(jīng)磨碎磁選時(shí)“提鐵脫磷”效果不佳；煤基直接還原下,鐵晶粒聚集長大明顯,晶粒尺寸大于50μ.m,磁選過程中“提鐵脫磷”效果顯著,但是煤基直接還原溫度高,球團(tuán)熔融粘連,不利于豎爐順行。為了促使鐵晶粒凝聚的同時(shí)保證球團(tuán)不相互粘連,采用煤基豎爐工藝(氣體加熱含碳球團(tuán))進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并得到了球團(tuán)的最佳配煤量(C/O)及最佳堿度(R)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),要保證磁選精礦鐵品位達(dá)到75%以上,鐵回收率高于90%,精礦脫磷率達(dá)到80%的精礦指標(biāo),球團(tuán)的C/O應(yīng)為0.8～1.0之間,R≥1.1。對優(yōu)化條件下的球團(tuán)進(jìn)行了豎爐模擬實(shí)驗(yàn),對還原過程中的還原溫度、還原時(shí)間、還原氣氛和氣體流量等影響因素進(jìn)行了討論與分析。同時(shí)對優(yōu)化條件下的球團(tuán)進(jìn)行了還原動力學(xué)研究,確定了還原過程中的限制性環(huán)節(jié)為界面化學(xué)反應(yīng)和內(nèi)擴(kuò)散混合控制,通過動力學(xué)回歸得到了直接還原反應(yīng)速率的表達(dá)式為k+=0.324exp(-76.527×103/RT),反應(yīng)的活化能為76.527kJ·mol-1。含碳球團(tuán)氣基豎爐數(shù)值模擬表明,對于高度為9m的豎爐而言,高磷鮞狀赤鐵礦球團(tuán)運(yùn)行約2m可完全轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦,運(yùn)行約5m即可完全變成FewO,在5m-9m深度范圍內(nèi),進(jìn)行FewO的還原。球團(tuán)金屬化率和還原率隨氣體溫度、氣體流量的增加而增加,隨下料速度、球團(tuán)半徑的增大而減小。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：鋼鐵研究總院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF046.6
【目錄】：

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