鉻鐵礦固態(tài)還原的基礎(chǔ)及其強(qiáng)化技術(shù)研究.pdf

1、為了合理、高效地利用鉻鐵礦粉礦,并為冶煉鉻鐵提供優(yōu)質(zhì)爐料,本文采用熱重分析、光學(xué)顯微鏡分析、掃描電鏡分析、X-射線粉晶衍射分析、化學(xué)物相分析等分析測試方法,研究了鉻鐵礦固態(tài)還原的行為以及強(qiáng)化鉻鐵礦固態(tài)還原的技術(shù)和機(jī)理,獲得了以下結(jié)論：
　　 ⑴熱力學(xué)分析顯示,還原溫度低于1200℃時,鉻鐵礦還原產(chǎn)物主要是Fe和Cr7C3；高于1200℃時,還原產(chǎn)物主要是(Cr,Fe)7C3,還原初期生成的Fe最終轉(zhuǎn)變成(Cr,Fe)7C3；高于

2、1300℃時,出現(xiàn)(Cr,Fe)固溶體,鎂橄欖石等脈石開始明顯析出。
　　 ⑵動力學(xué)研究表明,還原失重率主要取決于物料被加熱到的溫度；且還原反應(yīng)近似為一級反應(yīng)。動力學(xué)模型為:ln[-ln(1-f)/T2p]=ln[AE(1-2RTp/E)/HR]-E/RTp。
　　 ⑶碳還原鉻鐵礦的整個過程以借助碳?xì)饣磻?yīng)的間接還原為主導(dǎo)。
　　 ⑷還原工藝試驗(yàn)結(jié)果表明,金屬化指標(biāo)隨溫度升高而增加,且趨勢在1200℃～1350℃

3、之間更明顯；溫度對鉻金屬化率的影響遠(yuǎn)比對鐵的大。鐵還原速度較快,故延長還原時間對鉻的還原更有利。內(nèi)配焦量對鉻的還原影響較大,1200℃～1300℃時更顯著；當(dāng)內(nèi)配比Ic/o=1.2時,各金屬化指標(biāo)均達(dá)到較大增幅。還原劑的類型會對還原效果產(chǎn)生一定影響；1150℃和1200℃時,無煙煤的適宜配比分別是1.2和1.4,但受鉻還原速度的制約,整個還原過程仍需4h和3h。
　　 ⑸無內(nèi)配碳時,添加劑對鐵、鉻金屬化率的影響程度分別為:130

4、0℃時,T3＞T2＞T5＞T4＞T1、T2＞T3＞T1＞T5＞T4；1200℃時,T3＞T2＞T5＞T4、T3＞T4＞T2＞T5。T2、T3組成的復(fù)合添加劑對強(qiáng)化鉻鐵礦還原反應(yīng)的作用更大。內(nèi)配碳時,添加劑的催化能力分別為:1150℃時,T5＞T3＞T4＞其它添加劑；1200℃～1250℃時,T3＞T4＞T7＞T5＞T6＞T2＞T8＞T9；1300℃時,T3＞T4＞T6＞T5＞T7＞T2＞T8＞T9。T3、T4、G、T1、F粘結(jié)劑組成的復(fù)

5、合添加劑對強(qiáng)化鉻鐵礦還原反應(yīng)的作用更大。
　　 ⑹顯微結(jié)構(gòu)顯示,隨還原溫度、還原時間和內(nèi)配碳量的增加,預(yù)還原球團(tuán)中金屬鉻鐵由星點(diǎn)狀或少量片狀長大為大量片狀；鎂橄欖石等脈石礦物開始析出、聚結(jié)在一起。含添加劑鉻鐵礦的還原產(chǎn)品內(nèi)部金屬晶粒聚結(jié)為稠密、均勻、較大的片狀。XRD圖譜分析表明,1150℃時,Fe3O4相已消失；1250℃時,(Mg,Fe)Cr2O4相消失；1300℃時,出現(xiàn)(Cr,Fe)固溶體,并隨溫度升高而增加；鎂橄欖石開