高磷铁矿生物质烧结过程中磷的气化行为

基于我国高磷铁矿资源丰富,但由于其较高的磷含量及复杂的矿相结构难以选别,导致其未能充分利用,提出了生物质烧结过程中进行磷的气化脱除方法,研究了不同还原条件下磷的还原行为。结果表明在木炭配加比例为30%,碱度为0.5,还原时间为60 min时,得到了磷气化脱除的最佳工艺条件,相应的脱磷率为27.12%。与全焦粉相比,添加木炭替代部分焦粉能促进磷灰石的还原,提高气化脱磷率。随着碱度的降低和还原时间的增加,金属铁和磷灰石被还原完全,还原过程中存在着铁和磷的选择性还原,铁氧化物优先于磷灰石的还原,部分磷气体进入金属铁中形成磷化铁。因此,还原过程尽量避免液相铁生成是提高脱磷率的关键。

脱磷剂对铁精矿预还原烧结过程中气化脱磷的影响

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0. 08%,磷主要以氟磷灰石的形式存在。为了探索白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的气化脱除机理,利用Factsage6. 2热力学软件模拟研究了不同脱磷剂对铁精矿预还原烧结过程中气化脱磷的影响,并以热力学计算为基础,采用真空管式电阻炉进行了还原烧结脱磷试验,对烧结产物的磷含量进行了检测。结果表明,碳直接还原烧结脱磷所需温度较高,气化脱磷率较低;配加Si O_2和Na_2CO_3作为辅助脱磷剂,能有效降低碳的还原脱磷温度,使磷的气化脱除率显著升高,在配碳20%、SiO_23%、Na_2CO_31%的条件下,磷的气化脱除率可以达到29%。

烧结返矿分布及形成机理研究

烧结料层不同位置、反应条件不同造成烧结矿质量差异,通过对烧结台车不同位置烧结矿进行取样,测试不同位置烧结矿的冶金性能及返矿率,并对不同位置烧结矿微观结构进行分析,探究烧结饼内返矿的分布状况及产生机理。结果表明:沿料层高度方向由上至下烧结矿最终还原度逐渐降低,低温还原粉化指数降低。烧结返矿大部分在烧结料层上部和靠近挡板的边缘产生,只有少部分在中部和下部形成。料层上部烧结矿黏结相主要为铁橄榄石和少量粒状铁酸钙,强度差,返矿率较高,料层中下部黏结相主要以针状铁酸钙和板条状铁酸钙为主,整体矿化较好,返矿率较低。

高炉配加预脱水块矿的炉料软化熔滴性能

高炉配加天然块矿对降低炼铁工序碳排放具有重要意义,针对澳洲C4澳矿严重爆裂而恶化炉料透气性和软熔性能的问题,对C4澳矿进行预脱水,研究了预脱水前后C4澳矿的爆裂性能和软熔性能,并考察了预脱水C4澳矿配比(质量分数为12%~24%)对混合炉料软熔性能的影响。结果表明,随着温度由600℃上升至900℃,天然C4澳矿的爆裂指数由8.05%迅速提高至22.5%,而预脱水C4澳矿的爆裂指数由3.38%提高至7.11%。烧结矿的软化起始温度(t_(10))、滴落温度(td)较高但熔化区间最窄,综合熔滴性能最佳,其次为球团矿和C4澳矿。相较于天然C4澳矿,预脱水C4澳矿的软化起始温度提高82℃,熔化起始温度(t_(s))提高47℃,软化区间(t_(40)-t_(10))和熔化区间(t_(d)-t_(s))分别缩小了26℃和50℃,软熔带向高温区移动,但天然C4澳矿和预脱水C4澳矿的最大压差ΔP_(m)和透气性指数S值均较高,过量配加不利于炉况顺行。相较于76%烧结矿+24%球团矿的炉料结构,配加C4澳矿后炉料软化区间更窄,而熔化区间更宽,ΔP_(m)和S值明显升高。预脱水C4澳矿配加比例(质量分数)由12%增加至18%时,由于渣相减少,并且铁的渗碳更易进行,炉料的软化区间和熔化区间逐渐缩小,软熔带向高温区移动。然而,预脱水C4澳矿配加比例超过18%后,混合炉料整体强度降低,软化和熔化起始温度降低,炉内压差增大。基于目前的原料条件,C4澳矿的适宜配加量为18%左右,高炉使用该炉料结构可减少CO_(2)排放53.82 kg/t。

SiO2、Na2CO3对预还原烧结过程中气化脱磷的影响

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0.08%(质量分数),且磷元素主要以氟磷灰石的形式存在。基于前期白云鄂博矿磷的赋存状态及白云鄂博矿预还原烧结工艺对脱磷影响的研究,同时为了开发利用其他中、高磷铁矿,研究了白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的气化脱除机制。利用FactSage热力学软件、XRD、SEM-EDS对比分析不同SiO2、Na2CO3添加量对预还原烧结过程中气化脱磷率、金属化率以及物相转变的影响。结果表明:最佳的SiO2、Na2CO3添加量(质量分数)分别为3%、1%,对应的脱磷率为31%,金属化率为96%,实现了预还原烧结过程中磷的有效脱除,进一步明确预还原烧结脱磷机制,为以后中、高磷铁矿脱磷的研究指明了方向。