COREX煤氣干法脫硫半工業(yè)試驗(yàn)研究紅土礦冶煉低成本鎳鐵新工藝研究.pdf

1、隨著鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展，煉鐵新技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)，COREX煉鐵工藝是目前世界上唯一已工業(yè)化的以鐵礦石和非焦原煤為原料生產(chǎn)鐵水的一種煉鐵工藝，該煉鐵技術(shù)已日趨成熟和穩(wěn)定。寶鋼在浦鋼搬遷的羅涇工程中引進(jìn)了COREX熔融還原煉鐵新工藝流程，在環(huán)境保護(hù)方面具有十分明顯的優(yōu)越性。 但如何合理利用COREX工藝輸出煤氣，是關(guān)系到降低煉鐵成本和提高COREX熔融還原技術(shù)生命力的重要課題。COREX煤氣流量大，熱值高，可有多種用途，根據(jù)寶鋼目前的

2、實(shí)際情況，COREX煤氣主要用于能源利用效率高的CCPP發(fā)電。 COREX輸出煤氣一般含H2S為100ppm左右，為滿足CCPP對(duì)硫含量的要求，凈化后的煤氣H2S含量應(yīng)小于10mg/m3(6.59ppm)，因此必須進(jìn)行煤氣脫硫。 對(duì)于每小時(shí)30萬(wàn)立方的COREX煤氣進(jìn)行干法脫硫凈化處理，對(duì)脫硫工藝參數(shù)的確定缺少設(shè)計(jì)依據(jù)，本項(xiàng)目對(duì)COREX煤氣的脫硫進(jìn)行半工業(yè)性試驗(yàn)，結(jié)果表明，固定床與移動(dòng)床單塔比較結(jié)果，在脫硫率方面相差不

3、大，固定床單塔為99.83％，稍好于移動(dòng)床單塔的99.61％；壓力損失移動(dòng)床為6.38KPa，略小于固定床的6.56KPa。從溫度變化上來(lái)看，總體反應(yīng)是個(gè)吸熱反應(yīng)，溫度的變化上固定床單塔要大于移動(dòng)床單塔；固定床與移動(dòng)床單塔串聯(lián)比較結(jié)果，各項(xiàng)指標(biāo)的區(qū)別不大，溫度的變化主要受氣溫的影響；雙塔的串聯(lián)和并聯(lián)的試驗(yàn)比較，脫硫精度上的變化也不大，壓力損失上有點(diǎn)區(qū)別：并聯(lián)的壓力損失6.71KPa，要比串聯(lián)的壓力損失7.5KPa左右小得多。 試

4、驗(yàn)可知，各種脫硫方案的出口煤氣中H2S含量最高為7ppm。鑒于本試驗(yàn)原料氣中H2S含量為900ppm左右，遠(yuǎn)高于COREX輸出煤氣的H2S含量，因此本試驗(yàn)流程能夠用于CROEX煤氣的脫硫，煤氣經(jīng)脫硫后能夠滿足CCPP發(fā)電的要求。 在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上，完成了300000m3/hCOREX煤氣脫硫工業(yè)裝置的設(shè)計(jì)方案，并應(yīng)用于寶鋼羅涇COREX煉鐵工程。 作為一種戰(zhàn)略元素，鎳在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有極其重要的地位。鎳主要用于不銹鋼、

5、高溫合金等行業(yè)，并且主要以價(jià)格昂貴的電解鎳板形式供應(yīng)，使產(chǎn)品生產(chǎn)成本很高。 全球約2/3的鎳用于生產(chǎn)不銹鋼，鎳原料的成本占奧氏體不銹鋼生產(chǎn)成本的70％，因此使用低成本鎳鐵原料，將大幅度降低不銹鋼冶煉生產(chǎn)的能耗和成本。 提取鎳的原料主要是硫化鎳礦和是紅土礦，其中紅土礦的儲(chǔ)量很大，占世界可開(kāi)采的鎳礦資源87％。目前，品位高、開(kāi)采條件好的硫化鎳礦資源漸趨緊張乃至枯竭，加快紅土礦的選冶工藝研究，已成為目前國(guó)際上的重大冶金難題，也

6、是關(guān)系到未來(lái)鎳穩(wěn)定供應(yīng)的全球性課題。 本研究的目標(biāo)是通過(guò)選擇性還原工藝和物理分離方法，用低價(jià)的紅土鎳礦為原料，生產(chǎn)含鎳約10～30％鎳鐵合金。本文利用含鎳1.0～2.0％的紅土礦，進(jìn)行了初步試驗(yàn)，目前的試驗(yàn)結(jié)果表明，紅土礦中的主要物相有：褐鐵礦、利蛇紋石、磁赤鐵礦、石英，對(duì)于含鎳較低(如含鎳1.1％)的紅土礦，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)含鎳物相的存在；而當(dāng)紅土礦含鎳量較高(如含鎳1.5％)時(shí)，紅土礦含少量鎳蛇紋石物相。采用簡(jiǎn)單的物理方法(例如粒度

7、分級(jí))，不能對(duì)紅土礦進(jìn)行鎳的富集。 含碳紅土礦球團(tuán)的高溫還原試驗(yàn)表明，若球團(tuán)中沒(méi)有金屬相的生成，采用簡(jiǎn)單分選方法進(jìn)行分離，并不能將鎳進(jìn)行富集。而當(dāng)含碳紅土礦球團(tuán)的還原溫度為1400℃時(shí)，球團(tuán)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生許多尺寸不等的金屬顆粒，球團(tuán)經(jīng)破碎選礦后可實(shí)現(xiàn)鎳的選礦富集，鎳的回收率大于80％。 對(duì)于鎳含量分別為1.4％和1.8％的紅土礦，通過(guò)控制球團(tuán)配碳量經(jīng)高溫還原并熔化后，可實(shí)現(xiàn)球團(tuán)中金屬氧化物的選擇性還原并得到鎳鐵合金，隨紅土礦