高鐵煤泥作還原劑直接還原褐鐵礦研究.pdf

1、我國鐵礦石儲量豐富，但多數(shù)為低品位鐵礦，開發(fā)成本較高，利用率低。與此同時(shí)，煤炭洗選副產(chǎn)品煤泥因粘性大、灰分含量高、熱值較低等特點(diǎn)而難以得到有效利用，既污染環(huán)境，又浪費(fèi)能源，目前已引起大量關(guān)注。直接還原法作為一種極具創(chuàng)新性的前沿冶金煉鐵新技術(shù)，日趨受到世界各國的重視。
　　本文利用煤基直接還原法，以包頭地區(qū)褐鐵礦粉為煉鐵原料，以某洗選廠高鐵煤泥為還原劑，生產(chǎn)含碳鐵礦球團(tuán)，利用管式加熱爐進(jìn)行直接還原實(shí)驗(yàn)。含碳球團(tuán)的制備實(shí)驗(yàn)分析了原礦粒

2、度、水加入量、壓制球團(tuán)壓力、膨潤土用量對含碳球團(tuán)強(qiáng)度的影響；直接還原實(shí)驗(yàn)首先以無煙煤作對比研究還原劑用量、還原溫度及還原時(shí)間對球團(tuán)金屬化率的影響，然后采用正交實(shí)驗(yàn)考慮以上三個(gè)因素對球團(tuán)金屬化率影響的主次順序，得到最佳工藝參數(shù)；最后采用 X射線衍射(XRD)分析掃描電鏡(SEM)和不同還原溫度下的還原產(chǎn)物；采用熱重法分析含碳球團(tuán)的還原機(jī)理。
　　含碳球團(tuán)制備實(shí)驗(yàn)表明：以高鐵煤泥為還原劑生產(chǎn)褐鐵礦含碳球團(tuán)，原礦粒度-0.074mm含量

3、占76%，在水用量為2%，壓制球團(tuán)壓力為10Mpa，膨潤土用量4%的條件下，獲得的含碳球團(tuán)濕球落下強(qiáng)度為7.4次/個(gè)，干球抗壓強(qiáng)度為197.6N。利用煤泥可生產(chǎn)強(qiáng)度較高的褐鐵礦冷固結(jié)含碳球團(tuán)，同時(shí)可以減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益，為低品位褐鐵礦含碳球團(tuán)的直接還原工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)。直接還原實(shí)驗(yàn)表明：與無煙煤相比，煤泥作還原劑對褐鐵礦的直接還原也能達(dá)到較好效果，煤泥球團(tuán)直接還原的最佳工藝參數(shù)為：煤泥添加量25%，還原溫度1200℃，還原時(shí)間

4、20min，可得到金屬化率為86.4%的金屬化球團(tuán)；影響含碳球團(tuán)金屬化率的因素主次順序依次為：還原溫度，還原劑用量，還原時(shí)間；通過對不同溫度下還原產(chǎn)物的 XRD物相分析和 SEM形貌觀察及其能譜分析可知，鐵氧化物的還原經(jīng)歷了從高價(jià)鐵向低價(jià)鐵的轉(zhuǎn)化過程，適當(dāng)提高還原溫度，有助于鐵橄欖石和鐵尖晶石的再還原生成金屬鐵；渣相中最終檢測不到鐵氧化物，說明原礦及煤泥中的鐵氧化物在實(shí)驗(yàn)過程中均被還原為金屬鐵。熱分析實(shí)驗(yàn)表明：隨著溫度的不斷升高，含碳球