難選鐵礦粉直接還原及非高爐一步煉鐵試驗研究.pdf

1、我國鋼鐵產能巨大,鐵礦石嚴重依賴進口,已威脅到國民經濟的健康發(fā)展,充分開發(fā)利用我國儲量豐富的貧礦資源已成為當前亟待解決的問題。赤鐵礦、菱鐵礦等貧礦資源選礦困難,高爐煉鐵難以有效利用,而且高爐煉鐵工藝流程長,能耗高、污染嚴重,探索一種技術可靠、經濟合理的煉鐵新工藝,對緩解國內鐵礦資源壓力,節(jié)能減排,減少環(huán)境污染具有重要的科學價值和現(xiàn)實意義。
　　本文以赤鐵礦為原料,分別以CO和H2作還原氣體,模擬流化床直接還原,系統(tǒng)研究了赤鐵礦粉粒

2、徑、還原溫度、還原時間、還原氣體流速對直接還原鐵金屬化率的影響規(guī)律,對CO和H2的還原能力以及赤鐵礦的還原機理進行了深入分析;分別以赤鐵礦和菱鐵礦為原料進行煤基直接還原,重點研究了鐵礦粉和煤粉的裝料方式、反應溫度和時間對直接還原鐵金屬化率的影響規(guī)律,探討了煤基還原的反應機理;在氣基和煤基直接還原實驗的基礎上，在實驗室對赤鐵礦和菱鐵礦進行了一步煉鐵的試驗研究,為下一步一步煉鐵工藝擴大化試驗提供參考。
　　實驗研究結果表明,模擬流化床

3、CO直接還原赤鐵礦粉時,較好的反應條件為:赤鐵礦粉粒徑40～160μm,反應溫度950℃,反應時間60min,CO流量0.36m3/h,此時直接還原鐵金屬化率可達到69.10％。還原氣體為H2時,相同條件下還原30min,直接還原鐵金屬化率達到94.6%,高溫下H2還原能力明顯強于CO。赤鐵礦中Fe2O3的還原是按照Fe3O4、FeO、Fe的順序逐級進行的,FeO還原成為Fe是控速環(huán)節(jié),CO作還原氣體是放熱反應,H2作還原氣體是吸熱反應

4、。
　　鐵礦粉和煤粉的裝料方式對煤基直接還原效果有很大影響,1000℃焙燒還原赤鐵礦3.5h,同心圓和分層裝料得到的直接還原鐵金屬化率達到90%以上，而混料裝試樣金屬化率僅為79.81%,這是由于反應界面CO濃度差異導致的。1000℃焙燒還原菱鐵礦3.5h,同心圓裝料得到的直接還原鐵金屬化率達到96.22%。實驗室一步煉鐵實驗結果表明,鐵礦粉先在1000℃直接還原,然后升溫至1550℃熔融還原,渣鐵分離良好,冷卻后能得到大塊金屬鐵