高磷鲕状赤铁矿冷固结含碳球团强度影响因素研究.pdfVIP

2013年增刊 有色金属(选矿部分) ·151· doi：10．3969／j．issn．1671-9492．2013．z1．038 高磷鲕状赤铁矿冷固结含碳球团强度影响因素研究 余文，孙体昌，刘真真，寇珏 (北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083) 摘要：采用对辊压球机为压球设备，分别以羧甲基纤维素钠(Na-CMC)、糖浆、水玻璃、膨润土和淀粉作黏结剂生 产高磷鲕状赤铁矿含碳球团，主要研究了黏结剂对含碳球团强度的影响。结果表明，消石灰和碳酸钠作为焙烧过程的组合添 加剂在压球过程中也起到了黏结剂的作用，在用量分别为15％和3％时，含碳球团的抗压强度达到152．8N，个。在此基础之 N／个。在l200℃下， 上另外加入的黏结剂都能提高含碳球团的强度，当加入8％的淀粉时，获得的最大抗压强度为404．6 采用各种黏结剂生产的含碳球团的抗压强度在焙烧初期都急剧下降。球团强度的下降与球团的孔隙率增加有关。XRD和 SEM分析结果显示，高温下含碳球团强度的下降可能主要是因为黏结剂的分解、煤的气化、球团内部气体的流动及不同颗粒 之间产生的热应力造成的。 关键词：高磷鲕状赤铁矿；冷固结含碳球团；黏结剂；强度；直接还原 中图分类号：TF046 文献标志码：A 文章编号：1671—9492(2013)SO一0151—04 冷固结含碳球团具有反应速度快、不用焦煤及无 量3％的条件下，含碳球团在1200。C焙烧40 需高温固结等优点，已被广泛用于生产海绵铁和从钢 min，然后通过两段磨矿磁选能够得到铁品位 铁厂的粉尘中回收金属铁及铅、锌等有价金属[1剖。 92．6％、铁回收率91．79％、磷含量0．07％的还原 已经实现商业生产的流程有Fastmet、Fastmeh和铁。但研究未涉及添加剂对造球过程及含碳球团的 ITmk3等，均采用转底炉为还原设备[5]。此外也有高温性能的影响。 研究采用竖炉和回转窑作为固结含碳球团的还原设 本文中，以对辊压球机为压球设备，研究了高 备[1引。决定含碳球团能否成功工业应用的主要因 磷鲕状赤铁矿冷固结含碳球团的影响因素，主要考 素之一就是含碳球团的强度，球团必须有足够的强 察了不同黏结剂对含碳球团强度的影响，包括生球 度才能保证在运输和焙烧过程中不粉碎，球团的粉 强度和高温强度，研究结果可以为直接还原一磁选 化将影响设备的正常运行和焙烧效果[5]。黏结剂是 法处理高磷鲕状赤铁矿寻找合适的焙烧设备奠定基础。 决定含碳球团强度的关键因素，石灰、消石灰、糖 1原料性质和试验方法 浆、CMC、水泥、水玻璃等都被用作含碳球团的黏 结剂[6-7]。 1．1原料性质 高磷鲕状赤铁矿因为原矿嵌布粒度极细，并且 试验所用铁矿样为鄂西高磷鲕状赤铁矿，含铁 有害元素磷含量很高，用传统的选矿方法难以选 43．58％，含磷0．83％。还原剂为宁夏烟煤，主要工业 别，所以一直未能得到开发[8]。研究表明，采用煤 指标为水分11．77％、灰分17．56％、挥发分24．86％、 基直接还原焙烧一磁选的方法可以有效从该类铁矿 固定碳45．81％。矿石性质详见文献[I引。所用药品 石中回收磷含量很低的直接还原铁[9-14]。但是这些消石灰、碳酸钠、水玻璃和CMC为分析纯产品， 研究的重点大多集中在赤铁矿的还原和分选上，如 淀粉为化学纯产品，糖浆和膨润土为工业产品。 研究焙烧温度、时间、还原剂和添加剂对还原、磁 1．2试验方法 选的影响，很少涉及造球过程。但在实际应用过程 压球程序如下：按设定比例称取定量的矿粉、 中，很多焙烧设备不能用粉矿直接焙烧，需要把粉 煤、添加剂、黏结剂，混匀后再加入8％～12％的水 矿压成球