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2020
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菱铁矿石直接压球与还原焙烧
关键词:
来源：公司内部
还原焙烧过程的影响因素
图1：焙烧温度对直接还原焙烧效果的影响 图2：焙烧时间对直接还原焙烧效果的影响 图3：外配煤用量对直接还原焙烧效果的影响
1.焙烧温度对效果的影响
如图1所示为焙烧温度对效果的影响。实验条件为：内配煤10%、外配煤20%、焙烧时间40分钟。从图中可以看出，随着焙烧温度的不断升高，还原铁的铁品位提高明显，在1200℃时达到91.11%。铁回收率在1000-1050℃时提高较大。随后随着温度升高略有提高，然而在1200℃时有所下降。
从不同温度下还原焙烧后自然冷却的被烧球中发现，随着温度的增加，焙烧球硬度随之增加，并且温度越高焙烧球的变形就越明显。在1200℃的焙烧球硬度大于1000℃的焙烧球，烧后收缩变形也更明显。可能是由于温度越高越有利于焙烧球内部生成的金属铁的扩散凝聚，所以焙烧球表现出的硬度比较高，收缩也明显。
还原焙烧温度是还原反应过程中很重要的影响因素，提高温度对铁氧化物的还原、碳的气化以及还原反应中生成的铁粒的凝聚均有促进作用。温度越高，还原气氛越好，可以促使还原中生成的铁粒向中心聚拢，脉石向外壳聚集，因此本实验中铁品位随温度升高而逐渐提高。但温度如果太高，原矿中大量存在的Si与还原生成的FeO发生反应生成低熔点的铁橄榄石，高温时铁橄榄石会在还原矿的表面形成大量液相，从而会阻碍还原向内部扩散。
2.焙烧时间对效果的影响
焙烧温度1200℃，其他条件不变，焙烧时间实验结果如图2所示。我们可以看出，随着焙烧时间的延长，直接还原铁铁品位和铁回收率都有所增加，80min时铁品位和回收率分别达到了95.9%和78.78%。
在铁矿石中铁氧化物的还原是逐级进行的，主要经历从高价铁向低价铁的还原过程。延长还原反应时间有利于菱铁矿向金属铁转化，并且促使生成的铁晶粒不断兼并长大。同时也有利于氧化亚铁与脉石生成的铁橄榄石再还原，因此铁品位和回收率都随之增加。因此，从而确定还原焙烧时间为80min。
3.外配煤用量对效果的影响
温度控制在120℃，焙烧时间为80min，其他条件不变，外配煤用量实验结果如图3所示，我们可以看出，随着外配煤用量的增加，还原铁中的铁品位逐渐降低，回收率则显著提高。
在铁矿直接还原过程中，覆盖在焙烧球外的外配煤主要起到保持原有还原气氛、减少碳气化过程中生成的CO逸出、防止还原生成的金属铁被氧化的作用。当外配煤用量较低时，覆盖在焙烧球周围的煤较少，不能很好的保持还原气氛，从而导致还原生成的金属铁较少，因此导致后续磁选得到的铁回收率较低。但过量的煤粉会影响后续磨矿磁选过程，因此铁品位随煤用量增加而降低。因此，经综合考虑，选择外配煤用量为20%。
通过上述实验确定的理想焙烧条件为内配煤用量10%，外配煤用量20%，焙烧温度1200℃，焙烧时间为80min。
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