论文部分内容阅读
褐铁矿石是铁矿石的重要来源之一,但目前褐铁矿石的利用效率较低。新余铁坑铁矿铁品位为38.25%,铁矿物以褐铁矿为主,嵌布关系复杂,磨矿易泥化,属于低品位难选褐铁矿石。目前采用全磁选流程所得铁精矿品位和回收率均只有50%左右,资源浪费严重。为使该矿石得到高效利用,研究采用煤基直接还原-磁选技术处理该矿石制备直接还原铁。研究了还原剂种类及用量、焙烧温度、焙烧时间和添加剂种类等因素对铁坑铁矿矿石用直接还原焙烧-磁选生产直接还原铁的影响,结果表明,无添加剂时,增加煤用量,提高焙烧温度和延长焙烧时间均能提高还原铁指标。最佳条件为烟煤用量20%,焙烧温度1200℃,焙烧时间为30min,所得直接还原铁品位85.77%,铁回收率85.87%,指标较差。研究发现,添加适量的碳酸钙、碳酸钠或萤石均可提高直接还原铁指标,其中添加萤石效果最佳。添加2%萤石时,获得了铁品位93.46%,铁回收率92.88%的直接还原铁。结合热力学软件FactSage计算,用MLA研究了褐铁矿煤基直接还原过程中的矿物定量转化规律。结果表明,无添加剂时,褐铁矿还原产生的部分FeO与石英反应生成铁橄榄石,同时焙烧体系液相量少,导致单质铁颗粒难以长大是直接还原铁指标较差的主要原因。分别添加碳酸钙、碳酸钠或萤石对焙烧产物中铁元素在单质铁相的分布率和单质铁颗粒粒度均有较大影响。碳酸钙用量为10%时,铁在单质铁的分布率达到92.41%,单质铁颗粒D50为106μm。添加1%碳酸钠时,铁在单质铁中分布率增加到92%,单质铁颗粒D50值增加到68μm。萤石用量为2%时,铁在单质铁中分布率达到93.02%,单质铁颗粒D50值为106μm。单质铁颗粒生长动力学研究结果表明,加入不同添加剂时,单质铁的生长速率常数K0值从大到小的顺序为萤石>碳酸钙>碳酸钠>无添加剂,添加萤石时K0值始终为最大值,这说明添加萤石时单质铁颗粒生长速率最快,因此添加萤石效果最好。