超细赤铁矿粉还原实验研究

基于铁矿石还原热力学原理,研究了超细赤铁矿粉的还原温度.采用超级涡流磨,制得平均粒度为2μm的超细赤铁矿粉.实验中采用氢气与CO两种还原性气体分别对不同粒径的铁矿粉进行还原实验,粒度分别为0.2mm的赤铁矿粉和2μm的超细赤铁矿粉.研究发现,细磨的超细赤铁矿粉还原温度较低,在750℃左右即可全部还原.微米级的超细赤铁矿粉比毫米级的赤铁矿粉还原温度下降了100℃左右;同时氢气还原性能较CO要好,这是由于析碳反应的存在,CO还原过程中失重不稳定,而H2还原铁矿石则不会出现这种情况.这为下一阶段铁矿粉低温直接还原工业性试验奠定了基础.

高磷赤铁矿磷、铁元素物理解离实验研究

分析了湖北恩施某矿的高磷赤铁矿样品基本特性，并对样品进行了磷、铁元素物理解离实验研究。实验表明，采用高速气流磨方法将0．074～0．154mm（100-200目）粒度的细矿粉磨至平均粒度为2μm的超细粒度，粒径分布范围102～104nm时，铁元素与磷元素在各个超细矿粉颗粒中的含量分布不均匀，可以实现了Fe、P化合物的有效解离。

超细赤铁矿粉非熔态还原实验研究

研究了平均粒度为2μm的超细赤铁矿粉和粒度分布为0.18～0.154mm的常规细矿粉在非熔态下的还原情况.以矿粉的还原度为目标,用改造后的L16(215)正交表安排4×23次试验,以排除还原气氛、还原温度和还原时间等因素的干扰.结果表明,在纯H2、100%CO两种气氛下,温度为650～850℃时,均能实现不同程度Fe2O3→Fe的还原,与常规粒度矿粉相比,超细矿粉的还原度较高,获得相同还原度时所需的还原温度约低365℃.试验中,各因子之间均无相关性,可分别估计其定量的影响,建立线性回归式.超细赤铁矿粉非熔态还原后的粒度分布观察表明,颗粒间并未发生烧结,还原产物仍为粉状.

鲕状高磷赤铁矿超细粉的气基还原实验研究

使用新开发装置对高磷赤铁矿超细粉进行气基还原实验研究.该矿中P主要以磷灰石形式嵌布于鲕状赤铁矿和其他脉石颗粒之间,但Fe和P元素未处于化学结合状态.采用超级涡流磨技术将高磷赤铁矿磨成平均粒度为2μm的超细粉,实现Fe和P元素较好的解离.还原实验结果表明,使用新开发的还原装置实现了矿粉的高度还原;粒度对还原结果的影响最显著,超细矿粉(2μm)的还原度可达90%,较常规粒度矿粉(150μm)提高约30%;还原产物颗粒间并未发生烧结,采用简易磁选设备对还原产物进行磁选分离,初步实现矿粉中Fe与P元素分离和富集.

超细高磷赤铁矿粉流态化特性的试验研究

基于流态化理论设计出了符合本试验研究要求的流化床反应器,并用其对不同粒度的高磷赤铁矿粉,尤其是平均粒径为2μm左右超细粉的流态化流动规律进行了一些冷态的基础试验研究,给后续高磷铁矿石的脱磷研究和试验提供了一定的参考。试验中实现了各常规粒度级矿粉颗粒的流态化过程,且临界流化速度试验测量值与理论计算值相差不大。其中,0.074 mm以下细矿、平均粒度为2μm超细矿粉颗粒的流化过程为:在低气速时,矿粉颗粒床层首先出现沟流;气速增加,沟流加剧,有时形成节涌;气速达到一个远超过理论初始流化速度的临界值(崩裂速度)时,床层突然分裂成许多小的聚团体,这些小的聚团体和细小颗粒呈现出较为均匀的流化状态。