本書(shū)介紹了以難處理鐵鐵礦石原礦為原料,采用直接還原焙燒-磁選技術(shù)生產(chǎn)還原鐵產(chǎn)品的最新研究成果,主要包括高磷鮞狀赤鐵礦、鈦磁鐵礦、紅土鎳礦的直接還原焙燒-磁選的影響因素及對(duì)不同礦石的影響規(guī)律和效果,不同礦石焙燒和磁選所需的最佳條件比較,還包括對(duì)還原劑、添加劑、焙燒條件等在不同的鐵礦石還原過(guò)程中作用機(jī)理研究的成果。
我國(guó)鐵礦資源的特點(diǎn)是貧、細(xì)、雜,很多鐵礦資源品位低、組成復(fù)雜,用傳統(tǒng)的礦物加工方法很難得到符合要求的鐵精礦,其中高磷鮞狀赤鐵礦是典型代表。而鐵礦石直接還原焙燒一磁選生產(chǎn)還原鐵產(chǎn)品的工藝為該類鐵礦石的有效利用提供了技術(shù)上的可能,因此成為近幾年的研究熱點(diǎn)。本書(shū)中介紹的直接還原焙燒一磁選技術(shù)是指以煤或其他具有還原作用的固體物料為還原劑,與粉狀原礦直接混合后焙燒或壓成團(tuán)塊培燒,目的是把原礦中的鐵礦物還原為金屬鐵,然后通過(guò)磨礦后弱磁選,得到的磁性產(chǎn)品是以金屬鐵為主的產(chǎn)品(本書(shū)中稱為直接還原鐵產(chǎn)品)的過(guò)程。該技術(shù)有以下幾個(gè)特點(diǎn):
。1)可以有效處理用傳統(tǒng)礦物加工方法不能加工或加工效果不理想的礦石或二次資源,包括高磷鮞狀赤鐵礦石、菱鐵礦石、細(xì)粒復(fù)雜的赤鐵礦石、鈦磁鐵礦石、釩鈦磁鐵礦石,還包括紅土鎳礦、硫酸渣、各類含鐵冶金渣等。
。2)加熱次數(shù)少。按照傳統(tǒng)的方法,從原礦石到生產(chǎn)出生鐵需要經(jīng)過(guò)選礦(有時(shí)需要磁化焙燒)一球團(tuán)(或燒結(jié))一煉鐵過(guò)程,同時(shí)高爐煉鐵必須用焦炭,煉焦的過(guò)程也是高溫過(guò)程。而用直接還原焙燒一磁選技術(shù),因?yàn)橛迷V直接還原焙燒,磁選后可以得到直接還原鐵產(chǎn)品,只需加熱一次。同時(shí),因?yàn)橹苯右悦簽檫原劑,不需要焦炭,所以也省去了煉焦的過(guò)程。對(duì)煤的質(zhì)量要求也不高,甚至可以用褐煤為還原劑。該過(guò)程所得還原鐵產(chǎn)品中碳的含量比焦炭低,可以直接用于煉鋼。
。3)可以有效去除礦石中的有害雜質(zhì),包括高磷鮞狀赤鐵礦中的磷和鋁、硫酸渣中的硫等。這些雜質(zhì)在原礦石中的存在狀態(tài)復(fù)雜,很難脫除,但在直接還原焙燒過(guò)程中可以改變礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造或雜質(zhì)的存在狀態(tài),為雜質(zhì)的有效脫除創(chuàng)造了條件。
。4)適應(yīng)性強(qiáng)。該技術(shù)不僅適用于鐵礦石,還適用于硫酸渣、紅土鎳礦、各類冶金渣、赤泥等。同時(shí),可以根據(jù)不同原料的性質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求,對(duì)焙燒條件進(jìn)行調(diào)整,或加入適當(dāng)?shù)奶砑觿,基本可以滿足各類原料和不同產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
(5)礦石焙燒量增加。由于是原礦直接焙燒,與用精礦進(jìn)行冶煉相比,焙燒礦量會(huì)增加,焙燒成本有所提高。從技術(shù)上考慮,無(wú)論原礦品位高低,該項(xiàng)技術(shù)都基本可行,但經(jīng)濟(jì)上是否合算需要對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,需要通過(guò)試驗(yàn)確定。
本書(shū)對(duì)直接還原焙燒一磁選處理不同原礦的研究結(jié)果進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。對(duì)于高磷鮞狀赤鐵礦,用該技術(shù)可以得到直接還原鐵產(chǎn)品,同時(shí)脫除其中的磷和鋁;對(duì)于鈦磁鐵礦,用該技術(shù)可以明顯改善鈦鐵分離的效果,實(shí)現(xiàn)鈦和鐵的有效分離。同時(shí)也發(fā)現(xiàn),采用此技術(shù),用鈦磁鐵礦可以生產(chǎn)新型微波陶瓷材料——鈦酸鎂,這為鈦磁鐵礦的利用提供了新的技術(shù)途徑,也為我國(guó)儲(chǔ)量豐富但目前利用不理想的釩鈦磁鐵礦資源中鈦的有效利用提供了有益的參考。紅土鎳礦雖然一般主要考慮的是利用其中的鎳,但其中的鐵資源也不容忽視,特別是高鐵低鎳的紅土鎳礦,目前也未找到合理的利用途徑。用直接還原焙燒一磁選技術(shù)也可以解決鎳和鐵的回收問(wèn)題。并且,可以控制焙燒條件和添加劑的種類,根據(jù)不同礦石性質(zhì)和產(chǎn)品要求,得到不同鎳鐵含量的產(chǎn)品。由于篇幅所限,本書(shū)只介紹了直接還原焙燒一磁選技術(shù)研究的部分內(nèi)容,實(shí)際上該技術(shù)的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止本書(shū)介紹的范圍,對(duì)從菱鐵礦石中回收鐵、硫酸渣回收鐵降低硫、從赤泥和各種冶金渣中回收鐵和其他有用成分也都是有效的。
1 緒論
1.1 我國(guó)鐵礦資源特點(diǎn)及供應(yīng)現(xiàn)狀
1.1.1 我國(guó)鐵礦資源及特點(diǎn)
1.1.2 我國(guó)鐵礦石供應(yīng)現(xiàn)狀
1.2 難選鐵礦選礦現(xiàn)狀及主要問(wèn)題
1.2.1 高磷鮞狀赤鐵礦選礦研究現(xiàn)狀
1.2.2 其他難選鐵礦石選礦研究現(xiàn)狀
1.2.3 含鐵冶金渣選礦研究現(xiàn)狀
1.3 煉鐵技術(shù)簡(jiǎn)介
1.3.1 高爐煉鐵
1.3.2 非高爐煉鐵
1.4 難選鐵資源煤基直接還原一磁選技術(shù)
1.4.1 技術(shù)特點(diǎn)
1.4.2 應(yīng)用范圍
1.4.3 與鐵精礦直接還原的聯(lián)系與區(qū)別
參考文獻(xiàn)
2 高磷鮞狀赤鐵礦直接還原焙燒一磁選
2.1 原礦性質(zhì)
2.1.1 原礦的化學(xué)和礦物組成
2.1.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
2.1.3 主要鐵礦物和脈石礦物的工藝粒度分析
2.1.4 礦石礦物嵌布特征
2.1.5 原礦中磷的存在狀態(tài)
2.2 直接還原焙燒一磁選研究方法
2.2.1 工藝影響研究
2.2.2 機(jī)理研究
2.3 粉礦直接還原焙燒效果
2.3.1 焙燒溫度的影響
2.3.2 褐煤用量試驗(yàn)
2.3.3 添加脫磷劑焙燒的效果
2.3.4 提高焙燒溫度焙燒的效果
2.3.5 工業(yè)隧道窯焙燒結(jié)果
2.4 粉礦直接還原焙燒反應(yīng)機(jī)理
2.4.1 最佳條件不同產(chǎn)品礦物組成變化
2.4.2 最佳條件不同產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)對(duì)比
2.4.3 升溫過(guò)程高磷鮞狀赤鐵礦中礦物變化規(guī)律
2.4.4 焙燒時(shí)間對(duì)焙燒產(chǎn)物中礦物變化的影響
2.4.5 還原劑用量對(duì)焙燒產(chǎn)物礦物組成和結(jié)構(gòu)的影響
2.4.6 脫磷劑的作用
2.5 含碳球團(tuán)直接還原一磁選工藝
2.5.1 高磷鮞狀赤鐵礦含碳球團(tuán)直接還原一磁選工藝條件
2.5.2 高磷鮞狀赤鐵礦含碳球團(tuán)的性能
2.6 含碳球團(tuán)直接還原焙燒反應(yīng)機(jī)理
2.6.1 含碳球團(tuán)焙燒過(guò)程中物相的變化
2.6.2 含碳球團(tuán)焙燒過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)的變化
2.6.3 含碳球團(tuán)膨脹行為
2.6.4 高磷鮞狀赤鐵礦煤基直接還原熱力學(xué)
2.6.5 低品位赤鐵礦煤基直接還原熱力學(xué)
2.7 煤泥做還原劑對(duì)高磷鮞狀赤鐵礦還原的影響
2.7.1 煤泥的性質(zhì)
2.7.2 煤泥做還原劑對(duì)焙燒效果的影響
2.7.3 焙燒溫度對(duì)煤泥H、T還原鐵指標(biāo)的影響
2.8 煤泥還原焙燒高磷鮞狀赤鐵礦的反應(yīng)機(jī)理
2.8.1 煤泥灰分對(duì)直接還原的影響機(jī)理研究
2.8.2 煤泥對(duì)焙燒產(chǎn)物中鐵顆粒形態(tài)及礦物嵌布關(guān)系的影響
2.8.3 煤泥揮發(fā)分對(duì)直接還原的影響機(jī)理研究
2.9 高爐灰做還原劑對(duì)焙燒效果的影響
2.9.1 高爐灰的性質(zhì)
2.9.2 高爐灰對(duì)還原鐵指標(biāo)的影響研究
2.9.3 共還原焙燒脫磷劑組合的最佳配比
2.9.4 最佳脫磷劑配比下高爐灰對(duì)共還原焙燒的影響研究
2.10 高爐灰在直接還原焙燒中的機(jī)理
……
3 鈦磁鐵礦直接還原-磁選鈦鐵分離
4 紅土鎳礦煤基直接還原一磁選