酒钢自产铁精矿制备球团实验研究

摘要

酒钢球团生产存在着设备产量低，产品质量不均匀和外购铁精矿价格昂贵等问题，这些问题已经成为制约酒钢球团发展和降低生产成本的主要因素。因此，如何使用自产铁精矿和应用先进球团生产工艺，已成为酒钢球团发展的重要课题。酒钢自产含重晶石铁精矿是我国球团原料中较为特殊的矿石类型，该铁精矿粒度粗，矿粒表面粗糙程度小，含铁品位低，脉石含量高，伴生矿物复杂，故存在着成球性较差、预热焙烧过程复杂等难题。 本课题以酒钢自产铁精矿模拟链篦机-回转窑制备球团矿为研究路线，对酒钢3种自产铁精矿球团生产参数和重晶石在球团预热焙烧过程的作用机理进行实验研究。首先，研究了造球原料的物化性能；其次，通过对造球参数（润磨、生球水分、膨润土配比和造球时间）的单因素实验研究，确定3种铁精矿适宜的造球参数；然后，通过对3种铁精矿预热球和焙烧球的性能实验研究选取其适宜的预热焙烧参数；最后，通过研究重晶石在球团预热焙烧过程的作用机理，来探讨重晶石在球团生产过程中分解机理和其含量对球团预热焙烧性能影响及机理。通过实验得到以下结论: （1）通过添加润磨工序可以改善3种铁精矿粒度组成、表面粗糙程度和成球性。在添加润磨的条件下，三种铁精矿所适宜的造球参数：综精水分8.5%，膨润土配比1.5%，造球时间10min；弱磁水分9.5%，膨润土配比1.5%，造球时间12min；强磁水分9.5%，膨润土配比1.5%，造球时间10min。 （2）3种铁精矿预热焙烧性能，弱磁能在较低温度和较短时间下得到优质球团，综精预热焙烧性能较弱磁次之，强磁由于含铁矿物组成，预热焙烧性能较差，主要为预热焙烧所需温度高，时间长，焙烧温度区间短，预热焙烧球抗压强度较低。三种铁精矿球团合适的预热焙烧参数为：综精预热制度为940℃、12min，焙烧制度为1275℃、12min；弱磁适合的预热制度为940℃、10min，1250℃、10min；强磁适合的预热制度为1030℃、12min，1300℃、12min。 （3）随着球团矿中BaSO4的含量从0%增加到5%，预热后球团矿抗压强度并未发生明显改变，焙烧后球团矿抗压强度为先升高后降低的趋势，在BaSO4含量为1.5%时其抗压强度达到最大值。合适的BaSO4含量能优化球团生产制度。BaSO4在球团矿焙烧段会发生分解，焙烧球中Fe2O3和SiO2均能使BaSO4发生分解，BaSO4的相变点是其发生分解的主要原因，且球团内主要物相Fe2O3与BaSO4在焙烧过程中生成BaFe12O16。

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1文献综述

1.1球团矿生产概况

1.1.1球团矿国外生产现状

1.1.2球团矿国内发展现状

1.1.3我国球团矿发展趋势

1.2国内球团矿研究现状

1.3酒钢铁矿资源概述

1.4课题的提出和研究内容

1.4.1课题的提出

1.4.2研究内容

2原料物化性能

2.1铁精矿物化性能

2.1.1铁精粉化学成分

2.1.2铁精矿粒度分布和比表面积

2.1.3铁精矿的颗粒表面形貌

2.1.4铁精矿矿物组成

2.1.5铁精矿静态成球性能

2.2膨润土物化性能

2.2.1膨润土化学成分

2.2.2膨润土粒度组成和主要物理性能

2.4小结

3酒钢自产铁精矿成球性及工艺参数研究

3.1成球性实验研究方法

3.1.1实验工艺流程

3.1.2研究方法及设备

3.1.3生球性能检测方法

3.2润磨对生球性能影响

3.2.1实验方案

3.3.2实验结果及分析

3.3造球水分对生球性能影响

3.3.1实验方案

3.3.2实验结果及分析

3.4膨润土添加量对生球性能影响

3.4.1实验方案

3.4.2实验结果及分析

3.5造球时间对生球性能影响

3.5.1实验方案

3.5.2实验结果与分析

3.6小结

4酒钢自产铁精矿预热焙烧性能研究

4.1预热焙烧实验方法

4.1.1实验工艺流程

4.1.2研究方法及设备

4.2预热实验

4.2.1预热制度对预热球性能影响

4.2.2预热参数对焙烧球性能影响

4.3焙烧实验

4.3.1焙烧温度对焙烧球性能影响

4.3.2焙烧时间对焙烧球性能影响

4.3.3焙烧球微观结构分析

4.4小结

5重晶石含量对球团预热焙烧性能影响

5.1实验研究方法

5.1.1配矿方案

5.1.2实验研究方法

5.2预热焙烧实验结果与分析

5.2.1重晶石含量对预热焙烧球抗压强度的影响

5.2.2重晶石含量对预热焙烧制度的影响

5.3重晶石在球团生产过程中分解机理

5.3.1含BaSO4铁精粉差热实验分析

5.3.2二元系反应热力学条件分析

5.3.3二元系反应产物物相组成

5.4重晶石对球团矿抗压强度影响的机理研究

5.4.1重晶石对焙烧球微观结构的影响

5.4.2重晶石对焙烧球团矿孔隙度及孔隙分布

5.4.3球团矿内Ba元素分布规律

5.4.4硫酸钡对球团矿抗压强度作用机理

5.5小结

6结论

致谢

参考文献