含錫鋅復(fù)雜鐵精礦球團(tuán)弱還原焙燒的物化基礎(chǔ)及新工藝研究.pdf

1、隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對國內(nèi)復(fù)雜鐵礦資源的開發(fā)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。含錫鋅復(fù)雜鐵礦是一類典型的難選難冶礦石，在我國儲量很大。本論文以取自于內(nèi)蒙古黃崗含錫鋅鐵精礦為研究對象，開展了含錫鋅鐵精礦球團(tuán)弱還原焙燒制備高爐用球團(tuán)礦并綜合回收錫和鋅的物化基礎(chǔ)及新工藝研究。 在研究含錫鋅鐵精礦基本物化性能的基礎(chǔ)上，采用光學(xué)顯微鏡、XRD、SEM及電子探針等微觀測試方法對其工藝礦物學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)錫石和閃鋅礦多以微細(xì)粒單體或不規(guī)則

2、粒狀與磁鐵礦構(gòu)成連生體或包裹體，導(dǎo)致Fe與Sn、Zn的選礦分離十分困難。 鐵、錫和鋅氧化物的還原熱力學(xué)研究表明，當(dāng)控制氣相溫度為974℃被還原為SnO以氣態(tài)形式揮發(fā)，ZnO可被還原為Zn蒸汽而揮發(fā)，高價鐵氧化物(Fe<,2>O<,3>或Fe<,3>O<,4>)僅被還原為FeO。 以CO氣體為還原劑，對磁鐵礦球團(tuán)的Fe<

3、,3>O<,4>→FeO階段的等溫及非等溫還原動力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，非等溫還原的反應(yīng)控制機(jī)理與等溫還原的基本一致。非等溫條件下，當(dāng)溫度為600～920℃時，F(xiàn)e<,3>O<,4>→FeO階段的還原反應(yīng)由界面化學(xué)反應(yīng)所控制；溫度大于920℃時，還原反應(yīng)為界面化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散混合控制。對含錫鋅鐵精礦球團(tuán)中的Sn02和ZnO進(jìn)行了等溫還原動力學(xué)研究，結(jié)果表明：當(dāng)溫度為950℃和1000℃，SnO<,2>的還原符合界面化學(xué)反應(yīng)控制；溫度為1

4、050℃和1100℃時，還原反應(yīng)為化學(xué)界面反應(yīng)與擴(kuò)散混合控制。當(dāng)溫度為950～1100℃時，ZnO的還原符合界面化學(xué)反應(yīng)控制。 在研究含錫鋅鐵精礦球團(tuán)制備、干燥、預(yù)熱及焙燒技術(shù)特性的基礎(chǔ)上，首次提出了含錫鋅鐵精礦球團(tuán)一弱還原焙燒綜合利用Sn、Zn和Fe的工藝路線，并在鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯模擬裝置上進(jìn)行了擴(kuò)大化工藝參數(shù)研究。在優(yōu)化條件下，球團(tuán)內(nèi)配1～2％無煙煤對Sn和Zn的揮發(fā)有少許改善作用，與沒有內(nèi)配無煙煤的球團(tuán)相比，Sn和Zn揮發(fā)率

5、提高約0.5～1.5％，球團(tuán)中Sn和Zn揮發(fā)率分別大于80％和70％，殘余Sn、Zn含量均小于0.06％。成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度大于2480 N/個，ISO轉(zhuǎn)鼓大于97％，耐磨指數(shù)小于2％。試驗(yàn)結(jié)果表明，新工藝有效地實(shí)現(xiàn)了含錫鋅鐵精礦中鐵、錫和鋅的分離，同時球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度和殘余Sn和Zn的含量均滿足高爐生產(chǎn)要求。首次采用Leiea圖像分析軟件Qwin測量人造球團(tuán)礦中各主要組成礦物的實(shí)際面積，主要組成礦物經(jīng)光學(xué)顯微鏡、XRD、SEM和X射線能