无烟煤转底炉直接还原铜渣回收铁、锌研究

以无烟煤作还原剂,经过配料、圆盘造球、转底炉直接还原和磨矿-磁选工艺流程,从国内某铜渣中回收铁、锌,先后进行了基础实验和中试研究。所得最佳还原条件为:铜渣∶无烟煤∶石灰石∶工业纯碱=100∶21.5∶10∶1,还原温度1 280℃,还原时间38 min;转底炉排出的金属化球团的磨选条件为:一段磨矿细度-0.074 mm粒级占75.88%,磁场强度143.31 kA/m,二段磨矿细度-0.074 mm粒级占62.89%,磁场强度95.54 kA/m。基于上述条件经过转底炉直接还原流程,金属化球团磁选得到金属铁粉TFe品位92.38%,铁回收率88.39%;布袋收尘系统所得粉尘中氧化锌含量为74.25%。机理研究表明,铜渣中的硅酸铁和磁铁矿经过转底炉还原后转变为金属铁,易于通过磨矿-磁选的方法回收。

转底炉直接还原工艺的应用及发展趋势

对转底炉直接还原工艺特点及该工艺处理冶金粉尘、红土镍矿、复杂难选矿、钒钛磁铁矿、转底炉生产珠铁等进行了介绍,并对转底炉处理不同原料的工艺现状进行了分析。目前转底炉工艺在应用上仍有一些技术难题,需要不断完善转底炉工艺和设备,发展转底炉直接还原技术有利于促进国内直接还原产业的发展,对国家钢铁工业的结构调整提供技术支撑,对钢铁行业提高资源综合利用水平、节能降耗、实现可持续发展具有重要意义。

关于含碳球团生产珠铁的硫含量控制试验研究

通过对以铁精粉、煤粉、石灰石及少量添加剂为主要原料的含碳球团进行还原试验,研究了碱度(CaO/SiO2)、反应时间、加热温度、添加剂及配碳比(C/O)等不同因素对于含碳球团还原熔分及珠铁中硫含量的影响,并分析了硫元素的分配情况。试验及分析结果表明:碱度、配碳比和反应时间对于珠铁中硫含量的影响较大,而对于碱度较高的含碳球团(CaO/SiO2=1.4、1.6),加热温度和添加剂主要影响其还原熔分情况,对珠铁中硫含量的影响较小。通过调整不同参数,可以得到熔分状态较好和含硫量较低的珠铁。

处理含铁尘泥的DRI工艺优选及废气污染防治

将高炉炼铁及炼钢时产生的含铁尘泥作为配料回用于烧结生产是目前较常使用的方法,但是这些尘泥之中的重金属Zn和Pb可能会对烧结和后续的高炉炼铁产生不良影响,通过对直接还原铁的工艺和设备进行综合对比,确定以转底炉为主要设备的煤基直接还原工艺较为适合处理炼铁及炼钢的含铁尘泥,并对转底炉工艺的原理及污染防治措施进行了讨论,最后提出了该工艺和钢铁联合企业之间的循环经济产业链。

转底炉直接还原技术对钢铁行业资源综合利用的意义及发展前景分析

本文对我国钢铁行业贫矿资源和冶金尘泥的利用现状进行了分析,认为通过技术创新充分利用储量丰富的低品位铁矿资源和现有钢铁生产流程中难以处理的冶金尘泥,对提高行业资源综合利用水平、大力发展循环经济和推动节能减排具有重要意义。同时对当前处理这些资源的主要技术进行了分析和比较,提出应大力发展转底炉直接还原技术的重要结论,并对该技术的发展前景进行了预测。

转底炉炼铁工艺发展现状

转底炉炼铁工艺是近30年发展起来的一种非高炉炼铁工艺,对于处理钢铁厂含铁、含锌废料很有优势。本文介绍了各种转底炉的工艺类型、发展及其应用现状。

优质铁精矿生产直接还原铁的进展

介绍了直接还原铁的应用，简介了煤基回转窑法、煤基隧道窑法和煤基转底炉法生产直接还原铁的方法与生产工艺，并对建厂投资和生产成本作了介绍。对进一步用优质铁精矿开发生产直接还原铁提出了看法。

转底炉生产金属化球团工业性试验

昆钢根据对各种非高炉炼铁工艺进行基础调研,并与北京科技大学合作进行了昆钢原料条件下转底炉生产金属化球团的实验室试验研究,找到了昆钢原料条件下转底炉的适宜操作参数。根据研究结果,决定利用山西瑞拓熔融还原炼铁有限公司的转底炉,进行生产金属化球团的工业性试验,试验取得了成功。

高炉灰与赤泥共还原-磁选回收铁试验研究

高炉灰与赤泥均为含铁的工业固体废弃物,直接堆存不仅严重污染环境,还造成资源浪费。为了综合回收利用高炉灰和赤泥,以拜耳法赤泥为原料,分别添加山东高炉灰(SG)、河北高炉灰(HG)和甘肃高炉灰(GG)为还原剂,验证高炉灰与赤泥共还原-磁选回收铁工艺的可行性。结果表明,高炉灰与拜耳法赤泥共还原-磁选工艺能够实现铁资源的回收,添加不同种类的高炉灰得到的还原铁指标差异较大,SG为还原剂时得到的还原铁指标较好,HG次之,GG最差;还原温度、还原时间及磨矿细度均对还原铁指标有影响,添加30%的SG为还原剂,在还原温度1200℃、还原时间60 min、磨矿细度为-74μm占62%的条件下进行高炉灰与赤泥共还原-磁选回收铁试验,最终获得铁品位92.05%、铁回收率为92.14%的直接还原铁。产品的铁品位及铁回收率均大于90%,指标较优,试验结果可以为高炉灰与赤泥的综合利用提供参考。

直接还原铁技术与多管式还原炉

介绍了国外直接还原铁技术的发展背景和国内技术概况，并重点介绍了一种新炉型——多管式还原炉及其投资效益。

煤基直接还原铁技术工艺分析

分析煤基直接还原铁工艺中隧道窑工艺和转底炉工艺的流程、特点,介绍自助研发的新型铁矿粉预热还原工艺。表明"煤制气—竖炉"工艺将是我国生产直接还原铁的优先选择途径。

铜渣转底炉直接还原回收铁锌工艺研究

为解决国内某铜渣的开发利用问题,以兰炭为还原剂、白云石为添加剂,采用模拟转底炉直接还原—磨矿—磁选工艺,对有价元素铁、锌的回收及杂质硫的脱除进行了研究。结果表明:在兰炭用量为25%,白云石用量为10%,还原温度为1 300℃,还原时间为35 min情况下,直接还原过程的锌脱除率为99.14%,可获得ZnO含量为79.59%的氧化锌粉,金属化球团经磨矿、磁选后,获得了铁品位为92.79%、铁回收率为88.12%、硫含量为0.08%的金属铁粉。机理分析表明,铜渣中的铁橄榄石、磁铁矿相大部分已转变为金属铁相,金属铁颗粒明显聚集长大,最大粒度超过100μm,且与脉石矿物等存在清晰平滑的界面,有利于后续磨矿、磁选工序得到高品位的金属铁粉。

铜渣与高炉灰共还原—磁选回收铁试验

以铁品位35.59%的山东某地的铜渣和山东、甘肃两地的四种高炉灰为原料,进行共还原—磁选回收铁工艺试验,研究了高炉灰作为共还原—磁选工艺还原剂的可行性。结果表明,焙烧体系中仅加入高炉灰时,铜渣与高炉灰共还原—磁选所得还原铁指标均较差;当加入氟化钙时,还原铁中铁品位和铁回收率均大于90%,指标较好,实现了铜渣与高炉灰中铁资源的高效回收。高炉灰种类及用量、氟化钙用量、还原温度、还原时间及磨选条件均对还原铁指标有影响,在铜渣∶G1∶氟化钙质量比为100∶30∶15、共还原温度1250℃、共还原时间60 min的条件下焙烧,然后在磨矿细度-74μm占51.87%、磁场强度80 kA/m条件下磁选,可获得铁品位和铁回收率分别为92.06%和92.65%的直接还原铁。该工艺可以为铜渣和高炉灰的综合利用提供参考。

硫酸渣与高炉灰共还原-磁选回收铁试验研究

验证了以高炉灰为还原剂时硫酸渣与高炉灰共还原-磁选回收铁工艺的可行性,考察了还原剂种类及用量、还原温度、还原时间、磨矿细度、磁场强度对还原铁指标的影响。结果表明,采用共还原-磁选工艺能够充分利用高炉灰中碳资源的还原性,实现硫酸渣与高炉灰中铁资源的回收,且不同种类高炉灰对共还原-磁选所得还原铁指标影响不同,以G4高炉灰为还原剂时还原铁中铁品位和铁回收率较好,在G4用量50%、还原温度1 200℃、还原时间60 min、磨矿细度-74μm粒级占47.93%、磁场强度0.10 T条件下可获得铁品位91.96%、铁回收率91.62%的直接还原铁,该工艺可为硫酸渣和高炉灰的综合利用提供参考。

国外某高磷鲕状赤铁矿直接还原——磁选降磷研究

以国外某高磷鲕状赤铁矿为研究对象进行脱磷研究,该高磷矿铁品位为55.81%,磷含量为0.72%,铁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿,48.61%的磷存在于磷酸盐中,47.22%的磷分布于铁矿物中。研究了脱磷剂用量、秸秆炭用量、还原温度以及还原时间对粉末还原铁指标的影响。结果表明:无脱磷剂碳酸钙时,无法获得合格的指标;在碳酸钙用量为25%,秸秆炭用量为12.5%,还原温度1200℃,还原时间为75 min,还原产品两段磨矿两段磁选的条件下,可获得铁品位、铁回收率以及磷含量分别为94.27%、87.34%以及0.077%的粉末还原铁,该产品可作为电炉炼钢的优质原料。不加添加剂时,部分含磷矿物被还原成单质磷进入到金属铁中,故粉末还原铁磷含量较高,当碳酸钙用量为25%时,含磷矿物的还原受到抑制而保留在脉石相中,可实现降磷目的,而还原时间过长时,磷仍在脉石相中,铁颗粒将部分含磷矿物包裹,磨矿难以分离,导致磷含量升高。

铜冶炼渣固废资源制备珠铁的研究

为了最大程度地回收铜渣中的铁资源、得到高品质的珠铁产品,在实验室条件下模拟转底炉,使用高温炉焙烧还原由铜渣、还原煤、石灰石制备的含碳球团,直接还原生成珠铁和渣,再通过人工挑选的方式实现渣铁分离。研究了焙烧温度、焙烧时间、还原煤用量、石灰石用量等因素对焙烧效果、珠铁全铁品位、铁回收率的影响,确定较佳的球团配料比为铜渣∶还原煤∶石灰石=100∶20∶10,较佳的焙烧条件为焙烧温度1 400℃、焙烧时间40 min,最终可获得铁回收率91.04%、全铁品位94.72%、C含量1.23%的高品质珠铁。

转底炉工艺对高炉生产的影响

介绍了利用转底炉煤基直接还原工艺对高炉生产工艺的含铁除尘灰进行资源化利用,并将高温焙烧还原后的金属化球团作为优质原料返回高炉生产。通过转底炉工艺避免了有害元素在高炉生产中的循环富集,金属化球团对降低高炉焦比、提高产量、减少环境污染等方面有着积极的作用。对转底炉工艺的认识和推广有着积极的作用。

转底炉助力钢铁企业实现绿色制造

主要介绍了利用转底炉煤基直接还原工艺对钢铁企业生产过程产生固体废弃物中的有价元素进行资源化回收利用。通过将经处理后的固体废弃物返回生产制造环节,从而将传统制造的开式系统变为能够回收生产原料的闭式循环系统,实现绿色制造,并能够为钢铁企业创造经济效益。对转底炉工艺、绿色制造的认识及冶金固废资源化利用技术推广有着积极的作用。

转底炉内冶金粉尘还原过程数值模拟

基于计算流体力学方法并以收缩核模型为基础建立了转底炉内燃烧、烟气流动、气体与冶金粉尘球团传热传质及冶金粉尘球团化学反应的全耦合数学模型,计算了中径36 m的转底炉内流场、温度场及冶金粉尘球团内铁氧化物的还原反应,重点分析了球团内部各种铁氧化物浓度及球团的金属化率.采用文献中球团在高温硅钼炉内进行的还原实验验证了模型的可靠性.结果表明,在本文工况下,经过一个工作周期(25 min),炉膛内烟气流速随流动方向逐渐增大,转底炉中径处球团温度为1416.7 K,铁的浓度由3477.50 mol/m^(3)增长至9719.94 mol/m^(3),冶金粉尘球团的金属化率最高可达90.85%,平均金属化率为81.42%.

低品位难选铁矿转底炉直接还原中试研究

采用转底炉直接还原焙烧-磁选方法,对低品位难选铁矿进行了转底炉中试试验研究。混合物料配比是m(原矿):m(焦粉):m(膨润土):m(液体粘结剂)=100:33:4:8,转底炉焙烧温度1250℃~1330℃,还原时间为42 min,含碳球团厚度3层(约60 mm),最终获得的球团平均金属化率83.44%,两段磨矿磁选所得还原铁粉产率39.52%,铁品位94.39%,铁回收率83.34%。对还原铁粉压块,压块密度为4.78 t/m3,可以作为优质的电炉炼钢原料。