高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中铁颗粒长大特性的研究.pdfVIP

冶金工程 高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中 铁颗粒长大特性研究 周继程-，薛正良2，李宗强2，张海峰2 (1．钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京100081；2．武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建 教育部重点实验室，湖北武汉430081) f 摘要：本文研究了鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒长大特性，并着重讨论了还原温度、渣相碱度及 反应时间对铁颗粒长大的影响。研究结果表明，高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒成核及晶核长大的过程 是破坏原矿鲕状结构的过程；提高还原温度以及延长还原时间有利于铁颗粒的聚集长大，提高渣相碱度不利于铁颗 粒的聚集长大。 关键词：高磷鲕状赤铁矿；直接还原；金属铁颗粒：能谱分析 前言 铁矿中脉石矿物主要是含氯和氟的磷灰石(Ca：P04CI，Ca5 “宁乡式’’鲕状赤铁矿具有高磷、高硅、高铝、低硫、含 7 ㈣3F)和石英。 铁中贫等特点，这种铁矿石的磷赋存于胶磷矿中，并与富含 氧化铁的鲕绿泥石混杂在一起，形成同心层状相间的鲕粒 2试验研究方法 结构【n习。赤铁矿呈针状、片状集合体嵌布在菱铁矿和鲕绿泥 将铁矿石和煤粉用球磨机进行细磨至粒度小于120 石中，颗粒嵌布粒度极细(1～3unO，单体解离困难，因此， 目，并按预定方案进行配料。各种原料混匀后压制成中20 蛐x22 这种铁矿石的选别分离相当困难田。若不改变铁的赋存状 mm的团块。团块经1lO℃±5℃烘干后置于石墨 态，铁就难于有效精选富集，磷也无法有效剔除。本研究利 坩埚内，然后在高温碳管炉内以12叽150℃·S’1升温至规定 用内配碳高温自还原技术将赤铁矿快速还原成金属铁，在 温度进行还原。在整个还原过程中炉内通N：保护。将还原 高温下金属铁通过一定程度的聚集长大，破坏其鲕粒结构， 后的团块制成光片进行显微结构观察。本研究的工艺流程 改变铁的赋存状态，然后通过磁选得到金属铁粉。因此，如 如图1所示。 何在高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中实现铁颗粒的重建和 长大，便成为实现金属铁与富含磷的脉石分离的基本前提。 本文着重研究鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁 蓁三二篓}_—．[三二互]——(三至三至二陋f 颗粒的长大特征，并对其机理进行初探。 l制光片 l·———一I直接还原I·—i}I干燥r—-t胜块I 网攀晤面一毒Fi卜商 kL--—-——--—o L．．．．．．．．．J 1矿石的来源及性质 L-——·——-一L————·—o 试验用矿石取自湖北恩施黑石板矿区，这种铁矿石鲕 图1 高磷鲕状赤铁矿直接还原流程图 本次试验中，组成内配碳团块的主要配料参数有内配 粒粒度为0．1～0．4mm，赤铁矿呈鳞片状、纤维状与脉石矿 碳比和渣相碱度。其中内配碳比(XJXo)，即团块中的碳氧摩 物混杂繁状嵌布，含铁40％～50％，鲕粒中的赤铁矿的环带 宽度为30Um以下。由于赤铁矿结晶颗粒极细，一般在 尔比，x扎=1．0表示内配碳团块中氧化铁全部被直接还原 l～3 m，在选别分离上相当困难。