高溫高料層含碳球團(tuán)直接還原的試驗研究.pdf

1、隨著高爐煉鐵的迅猛發(fā)展，其面臨的問題也日趨嚴(yán)峻。因此，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)不依賴于焦炭的非高爐煉鐵工藝非常必要。世界范圍內(nèi)的直接還原工藝發(fā)展過程中，國內(nèi)外的冶金工作者進(jìn)行了大量新工藝的研究與開發(fā)工作，本文針對新開發(fā)的以含碳球團(tuán)為原料的高溫高料層直接還原工藝進(jìn)行了試驗研究及理論分析。
　　本研究主要采用高溫高料層工藝處理鐵精礦并與單料層工藝在金屬化率、生產(chǎn)率等生產(chǎn)指標(biāo)上進(jìn)行比較。同時嘗試使用該工藝處理特殊礦石如紅土鎳礦，在還原熱

2、力學(xué)及動力學(xué)機理分析的基礎(chǔ)上，通過考察還原后金屬顆粒尺寸來確定最佳的工藝參數(shù)，如溫度、時間、熔劑添加量等。同時采用XRD、SEM、EDS等分析手段對直接還原后物料的礦物組成、微觀形貌等工藝礦物學(xué)特性進(jìn)行了研究。
　　總結(jié)以上研究內(nèi)容，本文主要得到如下結(jié)論:
　　(1)本試驗條件下，鐵精礦高溫高料層含碳球團(tuán)直接還原的最佳操作參數(shù)為:C/O=0.8，爐內(nèi)還原時間50min，爐外保留耐火材料。該條件下前4層球團(tuán)的金屬化率可達(dá)90％

3、以上，第5層球團(tuán)金屬化率也可達(dá)77％，整個料層的平均金屬化率為87.6％。通過顯微照片分析，還原后鐵顆粒比較致密。
　　(2)通過比較單料層與多料層兩種直接還原工藝的生產(chǎn)指標(biāo)可知，高溫高料層直接還原工藝的平均金屬化率高，為87.6％;生產(chǎn)效率高，為56.83 kg/h.m2，都明顯高于單料層操作。而且，噸鐵碳耗低，約266.81 kg/tHM，有利于實現(xiàn)節(jié)能減排，減少CO2排放量。
　　(3)將高溫高料層直接還原工藝應(yīng)用于處

4、理紅土鎳礦，重點考察了溫度、時間及熔劑(CaO)添加量對還原后球團(tuán)中金屬顆粒尺寸的影響。并通過圖像處理軟件IPP6.0分析了鎳鐵顆粒的粒度分布，及其對磁選試驗結(jié)果的影響。
　　(4)本試驗條件下，最有利于鎳鐵顆粒聚集長大的操作參數(shù)為0％CaO，45min，1400℃，該條件下金屬相中鎳品位為3.77％，鐵、鎳回收率約70％，該指標(biāo)可以通過改善磁選條件進(jìn)一步得到提高。通過XRD及EDS分析結(jié)果可知:鎳鐵金屬相主要由金屬鐵、鎳鐵合金以