利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿制备Fe-Cr-Ni合金

我国是不锈钢第一生产大国,但作为冶炼不锈钢主要原料的镍矿及铬铁矿资源贫乏,占红土镍矿资源总量60%以上的褐铁矿型红土镍矿与低品位铬铁矿愈发受到关注。同时,不锈钢冶炼通常需先分别生产铬铁和镍铁,工艺流程长,生产成本高。因此,本文基于烧结—高炉工艺,利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿低成本地一步制备出了Fe-Cr-Ni合金。通过热力学分析及熔炼参数的优化,重点研究了不同Cr_(2)O_(3)含量的含镍烧结矿(S1:4.84 wt%;S3:7.72 wt%)的熔炼特性。在熔炼时间60 min(S1)/90 min (S3)、熔炼温度1600℃、焦粉用量20 wt%、炉渣碱度1.0的最佳条件下,成功制备出了铬品位5.6 wt%~9.3 wt%、镍品位1.55 wt%~1.70 wt%、铁品位84 wt%~88 wt%的Fe-Cr-Ni合金,其铬、镍和铁的回收率分别在90%、98%和96%以上。研究表明,含镍烧结矿Cr_(2)O_(3)含量的提高会造成熔炼时间的延长,这不利于焦比的降低与不锈钢产量的提高。在后续研究中,将开发出由含镍烧结矿与含铬球团矿构成的综合炉料结构,以更有效地实现高铬镍铁的冶炼。

红土镍矿烧结配加添加剂的工业试验

红土镍矿结构复杂,成分变化大,含水高、烧损大且含有较多镍石块等杂质,造成烧结矿强度差、返矿率高、煤耗高、生产成本高。为了降低冶炼成本,北海诚德镍业有限公司烧结厂进行了配用烧结添加剂的工业试验。结果表明:配加0.15%添加剂后,烧结矿转鼓强度提高2.7%,FeO降低2.98%,烧结燃耗降低15 kg/t,返矿平衡下降7.5%,电耗也相应降低,效果明显。

镍矿烧结机台车密封装置改造

山西某120 m^2烧结机采用传统游板滑道式密封,使用多年致使其磨损严重,漏风率达到53.46%。经过改造升级,现采用新型自润滑密封,改造后通过烟气法测量漏风率,降至14.81%,风箱平均温度由114.21℃提升至136.83℃,风箱负压由-9.19 k Pa降至-12.5 kPa,润滑油使用量降至原来的33%,改造取得了良好的效果。

铁矿粉球团烧结试验研究

本文针对传统烧结工艺能耗高、强度差等缺点,开发了铁矿粉球团烧结新工艺。实验室烧结杯试验结果表明:普通铁矿烧结时采用新工艺,其转鼓强度可由61.50%提升至75.12%,成品率由67.29%提升至85.03%,固体能源消耗降低43.6%至44.31 kg/t;而对于红土镍矿烧结,转鼓强度由46.27%提升至58.66%,成品率由64.88%提升至68.16%,利用系数由1.06 t/( m^(2)·h)提升至1.19 t/(m^(2)·h),固体能源消耗降低22.78%至110.36 kg/t。球团烧结工艺能促进复合铁酸钙的生成,所获得的成品烧结矿FeO质量分数低,还原度高,还原粉化率低,具备优良的还原性能。球团烧结新工艺不但能显著改善烧结矿的产、质量指标,降低固体能耗和CO_(2)排放,而且该工艺对矿粉类型适应性强,有助于传统烧结生产的提质降耗改造。

废弃块矿作铺底料强化红土矿烧结工艺及机制

为减少因低品位废弃含镍矿堆积而产生的重金属污染和镍资源浪费,同时达到有效利用固废资源及改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能的目的,在研究两者基本物化性能及矿物赋存状态的基础上,对比了褐铁矿型红土镍矿无铺底料烧结工艺、烧结矿铺底料烧结工艺及废弃块矿铺底料烧结工艺各项指标,并揭示了相关机制。结果表明:相对于无铺底料烧结工艺及烧结矿铺底料烧结工艺,采用废弃块矿作为铺底料能更为有效地改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能,烧结矿转鼓强度分别提高10.16%、3.82%,利用系数分别增加13.40%、6.80%,固体燃耗分别降低9.64%、9.20%;同时,烧结矿冶金性能优异,RI和RDI+3.15mm分别高达78.24%及96.79%。固结机制研究发现:相对于其他2种工艺,废弃块矿铺底料烧结工艺中,烧结矿微观结构由大孔薄壁结构转化为大孔厚壁结构,且孔洞趋于规则的圆形;另外,SFCA面积分数由7.27%、8.78%增至12.21%,并沿孔洞边缘向内部发展,主要固相—铁尖晶石晶粒有所长大,彼此之间连结程度较好,能更为有效地被液相所润湿,烧结矿微观结构更为紧密,从而使得烧结矿强度进一步提高。而强度更高的块矿作为铺底料,料层透气性更为有效地提高,促进了无烟煤的充分燃烧,使得烧结矿固体燃耗大幅降低,利用系数明显改善。