氣基還原白云鄂博含鈮鐵礦過(guò)程硫的去除實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前，我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)快速發(fā)展，合金鋼對(duì)金屬鈮及其化合物的需求量也隨之增加。然而我國(guó)對(duì)已有金屬鈮的提取利用率遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。而且，現(xiàn)有的富鈮渣中大多含有害元素，如 S、P、C、Si等元素，從而在一定程度上限制了鈮鐵冶煉的進(jìn)一步發(fā)展。
　　針對(duì)此問(wèn)題，為得到更純凈的富鈮渣，實(shí)現(xiàn)包頭白云鄂博特殊礦的鈮鐵資源的綜合利用，本文對(duì)白云鄂博含鈮鐵礦粉進(jìn)行了氣基直接還原—渣金分離實(shí)驗(yàn)，研究了硫在不同條件下（氫氣流量、還原時(shí)間、還原溫度

2、）的氣基還原過(guò)程中的遷移行為，以及礦粉還原后的殘余硫在渣金分離過(guò)程中的遷移行為；在富鈮渣中硫含量最低的情況下，考察了鐵的金屬化率、富鈮渣中鈮的收得率、富鈮渣中硫的含量。
　　本論文的研究工作和成果主要包括以下內(nèi)容：
　　熱力學(xué)研究。為了解氣基還原反應(yīng)過(guò)程中各反應(yīng)的可能性及進(jìn)行的程度，對(duì)含鈮鐵礦粉通入氫氣的還原反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)分析，判斷各個(gè)反應(yīng)的難易程度。通過(guò)分析可知，在本實(shí)驗(yàn)條件下（850℃~1050℃），含鈮鐵礦粉中以F

3、eS2為主要存在形式的硫在還原過(guò)程中被還原成產(chǎn)物H2S形式去除，或者先分解出中間產(chǎn)物FeS和S2，后FeS較易被進(jìn)一步還原成H2S去除；微量形式存在于鐵礦粉中的CaSO4較易與H2反應(yīng)生成CaS，不能氣化去除。
　　氣基還原實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究了本實(shí)驗(yàn)條件下還原溫度、還原時(shí)間、還原氣體流量對(duì)氣化脫硫率的影響規(guī)律，得到在先前研究成果金屬化率最佳條件：還原溫度（950℃）和還原時(shí)間（2h）情況下，隨單位時(shí)間氫氣量增加氣化脫硫率呈先上升后下降

4、的趨勢(shì)，當(dāng)氫氣流量在60L/h時(shí)，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率最高，達(dá)到95.91％；在氫氣流量（60L/h）和還原溫度（950℃）一定時(shí)，氣化脫硫率隨還原時(shí)間的增加呈升高趨勢(shì)，反應(yīng)時(shí)間從1.5h提高到2h含鈮鐵礦粉中硫的氣化去除率提高明顯，當(dāng)還原時(shí)間達(dá)2h時(shí)，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率達(dá)到95.91%，繼續(xù)增加還原時(shí)間，從2h增加到3h，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率僅僅增加了1.62%；在氫氣流量（60L/h）和還原時(shí)間（2h）一定時(shí)，隨著還原溫度的

5、增加，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率呈先增加后減少的趨勢(shì)，氣化脫硫率在還原溫度為950℃時(shí)最高，達(dá)到95.91%。
　　渣金分離實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得最佳渣金分離條件為熔分溫度1550℃、熔分時(shí)間25min、升溫速度14℃/min，在此條件下對(duì)還原后的含鈮鐵礦粉進(jìn)行真空熔分處理，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，真空熔分過(guò)程具有一定的脫硫能力，脫硫率與熔分前物料中剩余硫含量有關(guān)，即熔分過(guò)程脫硫率隨還原過(guò)程氣化脫硫率的增加（減少）而減少（增加）。在還原過(guò)程氣化脫硫率最