高鐵煤泥作還原劑直接還原褐鐵礦研究.pdf

1、我國鐵礦石儲量豐富，但多數(shù)為低品位鐵礦，開發(fā)成本較高，利用率低。與此同時，煤炭洗選副產(chǎn)品煤泥因粘性大、灰分含量高、熱值較低等特點而難以得到有效利用，既污染環(huán)境，又浪費能源，目前已引起大量關注。直接還原法作為一種極具創(chuàng)新性的前沿冶金煉鐵新技術，日趨受到世界各國的重視。
　　本文利用煤基直接還原法，以包頭地區(qū)褐鐵礦粉為煉鐵原料，以某洗選廠高鐵煤泥為還原劑，生產(chǎn)含碳鐵礦球團，利用管式加熱爐進行直接還原實驗。含碳球團的制備實驗分析了原礦粒

2、度、水加入量、壓制球團壓力、膨潤土用量對含碳球團強度的影響；直接還原實驗首先以無煙煤作對比研究還原劑用量、還原溫度及還原時間對球團金屬化率的影響，然后采用正交實驗考慮以上三個因素對球團金屬化率影響的主次順序，得到最佳工藝參數(shù)；最后采用 X射線衍射(XRD)分析掃描電鏡(SEM)和不同還原溫度下的還原產(chǎn)物；采用熱重法分析含碳球團的還原機理。
　　含碳球團制備實驗表明：以高鐵煤泥為還原劑生產(chǎn)褐鐵礦含碳球團，原礦粒度-0.074mm含量

3、占76%，在水用量為2%，壓制球團壓力為10Mpa，膨潤土用量4%的條件下，獲得的含碳球團濕球落下強度為7.4次/個，干球抗壓強度為197.6N。利用煤泥可生產(chǎn)強度較高的褐鐵礦冷固結含碳球團，同時可以減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟效益，為低品位褐鐵礦含碳球團的直接還原工業(yè)化應用提供基礎。直接還原實驗表明：與無煙煤相比，煤泥作還原劑對褐鐵礦的直接還原也能達到較好效果，煤泥球團直接還原的最佳工藝參數(shù)為：煤泥添加量25%，還原溫度1200℃，還原時間

4、20min，可得到金屬化率為86.4%的金屬化球團；影響含碳球團金屬化率的因素主次順序依次為：還原溫度，還原劑用量，還原時間；通過對不同溫度下還原產(chǎn)物的 XRD物相分析和 SEM形貌觀察及其能譜分析可知，鐵氧化物的還原經(jīng)歷了從高價鐵向低價鐵的轉化過程，適當提高還原溫度，有助于鐵橄欖石和鐵尖晶石的再還原生成金屬鐵；渣相中最終檢測不到鐵氧化物，說明原礦及煤泥中的鐵氧化物在實驗過程中均被還原為金屬鐵。熱分析實驗表明：隨著溫度的不斷升高，含碳球