巴西镜铁矿强化烧结工艺及机理研究

摘要

随着钢铁工业规模不断扩大，中国铁矿石自给能力严重不足，我国钢铁工业对进口铁矿石依赖程度越来越高，2003年我国已成为铁矿石进口第一大国。近年来，国际市场上铁品位高、制粒性能好、反应性好的优质铁矿石资源不断减少，价格大幅度上涨，给国内钢铁公司带来了很大压力。巴西镜铁矿品位高(TFe>68％)，价格便宜，但其制粒性能差，反应性低，难烧结，致使在各钢铁公司不能大量使用。 本论文对强化巴西镜铁矿烧结的工艺进行了研究，采用机械力作用改变巴西镜铁矿的表面性质，包括将巴西镜铁矿与含铁酸钙的杂料混合润磨／高压辊磨或加生石灰圆盘制粒，强化巴西镜铁矿烧结过程中铁酸钙的生成。润磨或高压辊磨预处理与分碱度、燃料分加等构成强化镜铁矿烧结工艺，通过烧结杯试验验证其强化效果。通过比较预处理前后巴西镜铁矿颗粒形貌、粒度组成、比表面积等表面性质及与石灰石、生石灰等熔剂反应，揭示强化巴西镜铁矿制粒和烧结的作用机理。 试验研究结果表明：镜铁矿比表面积小、润湿热低，表明亲水性差，制粒性能和高温反应性差。通过润磨或高压辊磨巴西镜铁矿与含铁杂料的混合物，巴西镜铁矿润湿热从0.1827J／g分别提高到0.8971J／g和0.8476J／，提高了其表面活性和亲水性，料层透气性从0.133J.P.U增加到0.209J.P.U，制粒效率提高了35％，为强化烧结创造了良好条件；巴西镜铁矿与生石灰或石灰石或焦粉混合后，可降低其变形温度和软化温度，以生石灰效果最好，石灰石其次。用生石灰调其碱度到4.6后，变形温度分别从1448℃降低到1312℃，石灰石调碱度到4.7后，变形温度降低到1355℃，与5％的焦粉混合后，变形温度降低到1390℃；另外随SiO<,2>含量降低，铁矿石的变形温度升高，这也是高铁低硅的镜铁矿变形温度高的原因之一。由此表明熔剂和燃料的分加能强化巴西镜铁矿的烧结。此外，杂料亲水性好，含少量铁酸钙，巴西镜铁矿与杂料或石灰石或生石灰混合组成了不同的铁酸混合剂，强化了巴西镜铁矿的烧结性能。在上述机理研究的基础上，成功开发出强化烧结工艺方案，即由杂料和巴西镜铁矿混合润磨或高压辊磨，由熔剂分碱度，燃料分加圆盘制粒，在巴西镜铁矿配比为20％时，烧结杯试验中成品率提高5～6％，转鼓强度提高提高2～3％，利用系数提高34.58％，固体燃耗下降4kg／t以上。矿相研究结果表明：预处理巴西镜铁矿后，有更多的铁酸钙生成，烧结矿结构更加致密，孔隙率减小，强度得到提高，冶金性能得到改善。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章文献综述

第二章原料性能与研究方法

第三章含铁原料的特性研究

第四章强化巴西镜铁矿制粒

第五章强化巴西镜铁矿烧结

第六章强化巴西镜铁矿制粒和烧结机理

第七章结论

参考文献

致谢

论文附录