21 粉矿造球实验.docVIP

直接还原综合实验 2.1 粉矿造球实验 2.1.1 实验目的 我国铁矿资源丰富、铁矿资源的主要特点是贫矿多。全国贫矿储量占铁矿石总储量的80%。随着炼铁生产的发展，高炉“精料”的技术操作，愈来愈受到人们的重视。随着我国直接还原和复合矿综合利用的发展，球团矿的产量不断地增加。粉矿造球是球团矿生产过程中最基本的工序。通过粉矿造球实验可以了解： (1) 粉矿造球的工艺过程； (2) 影响粉矿造球质量的工艺参数； (3) 确定粉矿造球的最佳工艺参数； (4) 掌握实验室粉矿造球的方法。 2.1.2 实验原理 粉矿造球即矿粉和添加剂经过预先混匀、加水润湿、焖料后、物料在造球机内依滚动成型，形成粒度一定的球团。 图2-1 矿粉造球示意图 矿粉在实际成球过程中可分三个阶段：；5～8，，，(图2-1-a)。当然，，，，，2-1-b)。这部分表面水分靠毛细力的作用将周围的矿粉聚集到母球的表面，(图2-1-c)。这种滚动压紧，，，，， 在生球的密结阶段，，，，，，， 2.1.3 生球的质量要求 为了保证焙烧过程的正常进行和球团矿的质量，，(抗压强度和落下强度)和热稳定性以及合适的水分。 生球粒度一般为10～15mm。过大的粒度不仅使造球机生产率降低， 抗压强度：(即荷重试验生球开始裂变形时所负荷的重量)一般要求不小于1.5～2.0/球。竖炉焙烧要求更高的抗压强度， 落下强度：以生球自0.5m自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。如落下强度不够，生球在运转中大量破碎，产生粉末，恶化焙烧过程。 生球合适水分是保证生球质量的重要条件，一般水分为9～12%。 生球的热稳定性通常用生球的“破裂温度”来表示。破裂温度愈高，愈有利于强化干燥过程。 2.1.4 实验设备 生产上常用的造球设备有圆盘造球机和圆筒造球机，两种造球设备制取的生球质量差异不大，在实验室条件下，大都采用圆盘造球机，这种设备可靠，操作方便，能在较短的时间内使成球过程进入平衡状态，而且排出的球粒较均匀，筛下循环物少。 实验室常用0.6～1米的圆盘造球机，边高150～200mm，转速10～18转/分。加水采用喷滴加水，球盘示意图见图2-2。 2.1.5 实验步骤 2.1.5.1 混料 称量实验用料精矿粉5Kg，皂土0.050Kg。按多次平铺直取法及多次人工搅拌将物料充分混匀。 2.1.5.2 加底水润湿 按矿粉底水含量8.0%加入后充分混匀，使物料均匀润湿。缓慢加水，人工反复搅拌，保证均匀润湿，皂土充分吸水润湿，要焖料半小时以上。 2.1.5.3 造球盘造球 启动造球盘、加母球料后，， 2.1.5.4 球团质量检测 (1) 球团粒度；(2) 机械强度；(3) 生球含水量；(4) 生球的热稳定性。 2.1.6 数据处理 图2-2. 圆盘造球机示意图 精矿粉重量(kg)； 精矿粉含水量(%)； 皂土重量(kg)； 加水重量(kg)； 物料底水含量(%)； 球盘转速(转/min)； 生球含水量(%)； 生球抗压强度(10个球平均值)N/球； 生球落下强度(0.5m高度自由落下，10个球、求平均值)次/球，0.5m。 2.2 球团氧化焙烧实验 2.2.1 目的要求 铁矿粉造成的生球，，， 氧化焙烧工艺制度，决定球团的焙烧质量，， 2.2.2 实验原理 2.2.2.1 生球的干燥 未经干燥的生球， 2.2.2.2 球团焙烧固结机理 在焙烧过程中随生球矿物组成及焙烧制度不同，发生着不同的固结反应。在氧化性气氛下200～300，，900℃以下，Fe203，1000～1300℃以下，Fe203 2.2.2.3 氧化性气氛下赤铁矿球团的焙烧固结机理 氧化性气氛下赤铁矿球团的固结是一种高温下再结晶过程，1300℃才能明显提高球团的强度。但为防止Fe203的分解，1350℃。 2.2.2.4 氧化焙烧的工艺过程及制度 氧化焙烧可分为生球干燥、焙烧固结、成球冷却三段。 (1) 生球干燥段：150～400℃。 (2) 焙烧固结段可分为三段： ：800～1100℃。 焙烧段：1150～1250℃，1300℃左右。 均热段：温度为900～1000℃。 (3) 成球冷却段：为便于皮带运输，90～120℃以下。 2.2.2.5 影响球团焙烧过程的主要因素 (1) 生球的爆裂温度：干燥过程必须在低于爆裂温度的条件下进行。减少生球含水量可提高生球的爆裂温度。 (2) 焙烧气氛：， (3) 焙烧温度：这是最重要的工艺参数， (4) 焙烧时间：焙烧时间对球团产量和强度等都有很大的影响， 2.2.3 实验设备 管式焙烧装置见图2-3，这是用电加热的一种小型球团焙烧试验设备，，，，， 在实验室常用的电热管状炉是竖式炉。并配备供气设备、流量计和测温热电偶。使用竖式电热管状炉焙烧球团，，，SiC电加热体，1300℃。 图2-3管