鲕状赤铁矿深度还原载体制备及试验研究

摘要

前期研究的深度还原—干式磁选工艺，能够实现高铝鲕状赤铁矿铝铁分离，且工艺简单，还原铁产品可代替废钢进入炼钢环节，具有工业推广价值。但由于原先使用以石墨为材质的高温载体成本高昂，不符合生产实际，必须找到一种载体既满足工艺要求，又能够降低成本，以推动此项技术应用于实际生产。
　　本论文以高铝鲕状赤铁矿还原过程中的高温载体为研究对象，在载体制备过程中检验其实用性能。并借助XRD等分析手段，对深度还原过程中的载体制备、载体检验和赤铁矿反应历程进行研究。
　　载体制备试验表明，采用焦宝石(1～3mm)占37％、焦宝石(0.083～1mm)占33％、广西黏土占10％、焦宝石粉料(0～0.083mm)占20％的配比，制成耐火坩埚可满足深度还原载体要求。在1350℃的高温下，还原剂用量为29％，还原时间为110min，矿样经深度还原—干式磁选可得到铁品位92.14％，铝品位1.06％，回收率72.92％的铁产品。基本上重现了原先工艺中铝铁分离的效果。还原后经破碎分选与渣相解离完全的黏土坩埚碎料可以充当原料中0.083mm～3mm粗粒级含量循环再利用。
　　试验所制备载体能够满足高温还原载体要求，但是仍存在不足。采用黏土坩埚进行试验，要达到使用石墨坩埚时同等的铝铁分离效果，需增加煤粉用量和延长还原时间，这也无形中增加了成本。主要原因是两者材料传热系数相差较大，黏土坩埚还原进程缓慢，因此可改变原有的传热方式进行改善。
　　黏土坩埚的XRD结果表明，黏土坩埚中有主要有莫来石和方石英SiO2，其次为Al2O3。在与渣接触的黏土坩埚中有少量的FeO渗入并与坩埚组分产生反应生成FeO·Al2O3·SiO2。经深度还原过程探讨推断，赤铁矿先经常规还原反应至FeO，由于FeO具有较强的助熔作用，因此会与体系中其他硅铝系矿物反应产生低温共熔体，再由体系中CaO将其替换，替换出的FeO被熔体中的C还原，最后逐步从共熔体中析出金属铁。

目录

声明

摘要

前言

第一章 文献综述

1．1 国内鲕状赤铁矿选矿技术研究概况

1．2 国内外高温还原技术研究概况

1．2．1 国内外高温还原试验研究进展

1．2．2 国内外高温还原实际项目发展状况

1．3 深度还原—干式磁选工艺特点及存在问题

1．4 国内外高温还原用耐火材料概况

1．5 渣对耐火载体侵蚀的试验方法

1．6 研究的目的及内容

1．6．1 研究的目的及意义

1．6．2 研究内容

第二章 试验研究方案

2．1 试验研究方案

2．2 试验研究方法

2．3 试验采取的技术路线

2．4 试验研究原理

2．5 试验仪器

第三章 耐火载体的制备

3．1 原料选用

3．2 原料性质

3．3 原料配比试验方案

3．4 耐火原料组成试验

3．4．1 原料粒度配比试验

3．4．2 原料组分配比试验

3．4．3 原料循环再利用试验

3．5 耐火载体试制试验

3．6 本章小结

第四章 深度还原条件试验及耐火载体检验

4．1 耐火载体试验方法

4．2 黏土坩埚代表性组分试探试验

4．3 深度还原试验中黏土坩埚的检验

4．4 不同黏土坩埚材料XRD分析

4．5 本章小结

第五章 深度还原条件试验及还原过程探讨

5．1 深度还原还原剂用量试验

5．2 深度还原保温时间试验

5．3 黏土坩埚烧与纯石墨坩埚试验结果对比

5．4 新型载体深度还原过程探讨

5．5 本章小结

第六章 结论及建议

6．1 结论

6．2 进一步研究的建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间的成果