氣基還原白云鄂博含鈮鐵礦過程硫的去除實驗研究.pdf

1、目前，我國鋼鐵生產(chǎn)快速發(fā)展，合金鋼對金屬鈮及其化合物的需求量也隨之增加。然而我國對已有金屬鈮的提取利用率遠不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。而且，現(xiàn)有的富鈮渣中大多含有害元素，如 S、P、C、Si等元素，從而在一定程度上限制了鈮鐵冶煉的進一步發(fā)展。
　　針對此問題，為得到更純凈的富鈮渣，實現(xiàn)包頭白云鄂博特殊礦的鈮鐵資源的綜合利用，本文對白云鄂博含鈮鐵礦粉進行了氣基直接還原—渣金分離實驗，研究了硫在不同條件下（氫氣流量、還原時間、還原溫度

2、）的氣基還原過程中的遷移行為，以及礦粉還原后的殘余硫在渣金分離過程中的遷移行為；在富鈮渣中硫含量最低的情況下，考察了鐵的金屬化率、富鈮渣中鈮的收得率、富鈮渣中硫的含量。
　　本論文的研究工作和成果主要包括以下內(nèi)容：
　　熱力學研究。為了解氣基還原反應過程中各反應的可能性及進行的程度，對含鈮鐵礦粉通入氫氣的還原反應過程進行熱力學分析，判斷各個反應的難易程度。通過分析可知，在本實驗條件下（850℃~1050℃），含鈮鐵礦粉中以F

3、eS2為主要存在形式的硫在還原過程中被還原成產(chǎn)物H2S形式去除，或者先分解出中間產(chǎn)物FeS和S2，后FeS較易被進一步還原成H2S去除；微量形式存在于鐵礦粉中的CaSO4較易與H2反應生成CaS，不能氣化去除。
　　氣基還原實驗。實驗研究了本實驗條件下還原溫度、還原時間、還原氣體流量對氣化脫硫率的影響規(guī)律，得到在先前研究成果金屬化率最佳條件：還原溫度（950℃）和還原時間（2h）情況下，隨單位時間氫氣量增加氣化脫硫率呈先上升后下降

4、的趨勢，當氫氣流量在60L/h時，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率最高，達到95.91％；在氫氣流量（60L/h）和還原溫度（950℃）一定時，氣化脫硫率隨還原時間的增加呈升高趨勢，反應時間從1.5h提高到2h含鈮鐵礦粉中硫的氣化去除率提高明顯，當還原時間達2h時，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率達到95.91%，繼續(xù)增加還原時間，從2h增加到3h，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率僅僅增加了1.62%；在氫氣流量（60L/h）和還原時間（2h）一定時，隨著還原溫度的

5、增加，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率呈先增加后減少的趨勢，氣化脫硫率在還原溫度為950℃時最高，達到95.91%。
　　渣金分離實驗。通過實驗測得最佳渣金分離條件為熔分溫度1550℃、熔分時間25min、升溫速度14℃/min，在此條件下對還原后的含鈮鐵礦粉進行真空熔分處理，實驗發(fā)現(xiàn)，真空熔分過程具有一定的脫硫能力，脫硫率與熔分前物料中剩余硫含量有關，即熔分過程脫硫率隨還原過程氣化脫硫率的增加（減少）而減少（增加）。在還原過程氣化脫硫率最