鉻鐵礦制粒燒結(jié)工藝優(yōu)化研究.pdf

1、鉻元素是冶煉不銹鋼不可或缺的重要原料，而鉻的主要來源則是鉻鐵礦。近年來，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于不銹鋼的需求也是與日俱增，然而我國又屬于鉻資源嚴(yán)重匱乏的國家，保有儲量僅占世界儲量的0.15％，因此每年需從國外大量進(jìn)口鉻鐵礦，2011年全年的進(jìn)口量已經(jīng)高達(dá)970萬噸，對外依存度幾乎為100%。隨著優(yōu)質(zhì)天然塊礦資源的消耗，價(jià)格更為低廉的粉礦和精礦日益成為當(dāng)下鉻鐵冶煉的主要原料。但是粉礦和精礦必須經(jīng)過造塊后方可入爐，否則將會使?fàn)t料透氣性

2、變差，惡化爐況，嚴(yán)重影響各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，加強(qiáng)對于造塊工藝的研究，對于降低生成成本，提高企業(yè)競爭力具有重要意義。
　　綜合國內(nèi)外研究文獻(xiàn)來看，當(dāng)前主要的造塊工藝為燒結(jié)法，但仍存在著制粒差、難燒結(jié)的問題。針對此情況，本研究以某企業(yè)所使用進(jìn)口南非精礦UG2(鉑礦經(jīng)磨選后的尾礦)、南非粗粉LG6及土耳其篩下礦三種鉻鐵礦為原料，通過使用化學(xué)分析、XRD分析、熱分析、SEM分析以及接觸角、濕容量等檢測手段，在了解原料物理化學(xué)性能的前提

3、下，基于制粒燒結(jié)過程的基礎(chǔ)理論，從改善制粒效果和促進(jìn)液相生成兩方面入手，就鉻鐵礦制粒燒結(jié)工藝的優(yōu)化改善問題開展了系統(tǒng)的研究工作。
　　首先，通過原料分析發(fā)現(xiàn)，企業(yè)原配方案制粒效果不佳的主要原因有二，一是UG2礦過于細(xì)小和光滑，親水性差，難以有效粘附；二是返礦的表面性質(zhì)和親水性幾乎與原礦相同，因此無法作為有效的形核粒子，反而惡化了制粒。因此，改善制粒必須增加形核與強(qiáng)化粘結(jié)。LG6礦與土耳其篩下礦粒度適宜、親水性好，具備混合制粒的可行

4、性。另外，三種鉻鐵礦主要物相均為尖晶石相(Fe,Mg)(Cr,Al)2O4，但UG2礦和LG6礦在化學(xué)成分上較類似，以Cr2O3、FeO和Al2O3為主，而土耳其篩下礦鉻品位略低，但硅鎂高，且存在與綠泥石類似的硅酸鹽物相，具有改善燒結(jié)液相生成的可行性。
　　然后，通過制粒優(yōu)化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適宜的配水量均是外配12%，此時(shí)實(shí)際含水量大致在11~13%范圍內(nèi)。添加土耳其篩下礦進(jìn)進(jìn)行制粒時(shí)可以在不加膨潤土和綠泥石的情況下完成制粒，配加量越多

5、，效果越好，配合添加膨潤土后，制粒效果還可以有大幅提升。此外，潤磨盡管對于改變礦物的粒度分布和表面性質(zhì)具有一定作用，但對于UG2這種特別難制粒的礦物而言，改變程度十分有限，也無法達(dá)到有效降低膨潤土用量的作用，因此并不具備經(jīng)濟(jì)性。
　　最后，燒結(jié)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于原配方案、土耳其篩下礦與南非精礦的混燒方案，適宜的配碳量均為配焦12%(配碳量為8.64%)，但值得注意的是，由于土耳其篩下礦有利于制粒，且硅鎂成份較高，可以有效減少膨

6、潤土和熔劑的使用量，從而提高了鉻品位，因此是極具經(jīng)濟(jì)性的。以兩種鉻鐵礦的質(zhì)量比例計(jì)，土耳其篩下礦的配加量不宜少于35%。南非粗粉礦 LG6與 UG2礦混燒時(shí)，在配焦10%、熔劑10%的條件下即可達(dá)到令人滿意的燒結(jié)指標(biāo)，這對于節(jié)約燃料成本和提高鉻品位很有意義，建議推廣使用。以兩種鉻鐵礦的質(zhì)量比例計(jì)，建議LG6礦的配加量不宜低于40%。燒結(jié)礦的物相是以尖晶石和鐵橄欖石為主，其固結(jié)過程是以尖晶石再結(jié)晶固結(jié)和硅酸鹽液相粘結(jié)相結(jié)合的方式來完成的。