利用低品位、高含碳冶金塵泥制備金屬化球團研究.pdf

1、高爐瓦斯灰和轉爐污泥是冶煉工序中產(chǎn)生量較大的冶金塵泥,其含有Fe、C等有用成分,因此回收利用高爐瓦斯灰和轉爐污泥對解決鋼鐵企業(yè)資源短缺、降低外購礦石成本具有重要意義。目前國內鋼鐵企業(yè)對于冶金塵泥的利用效率并不高,一般都是將其配入燒結原料或者通過選礦處理提高其品位等方法進行利用,但這些方法并不能解決冶金塵泥中有害元素循環(huán)富集的問題。本文在參考國內外處理冶金塵泥的研究成果上,根據(jù)所用高爐瓦斯灰和轉爐污泥品位低、含碳高的特點,采用含碳球團還原

2、脫鋅得到冶金性能良好的金屬化球團。
　　 本文首先對高爐瓦斯灰和轉爐污泥的基本物化性質進行了分析,研究結果表明,高爐瓦斯灰含碳量高,但全鐵品位比轉爐污泥低,兩者均含少量有害元素Zn;高爐瓦斯灰和轉爐污泥的堆密度比較小,均＜1.5 g/m3,粒度均以＞0.15mm為主,但高爐瓦斯灰的粒度細于轉爐污泥;高爐瓦斯灰中鐵元素以高價鐵氧化物形式存在,固定C以大顆粒形式分布,轉爐污泥中鐵元素以Fe和FeO的形式存在,FeO分布均勻彌散,尺寸

3、細小,有害元素鋅以ZnFe2O4存在于CaO、MgO組成的混合物相中。
　　 含碳球團的還原過程動力學研究表明,反應物的內擴散為冶金塵泥含碳球團還原過程的限制性環(huán)節(jié)。含碳球團還原初期以碳氣化反應為限制性環(huán)節(jié)的動力學方程為1n[1-f(t)]=-19842.87e-151.306/RTt,還原后期的以反應物內擴散為限制性環(huán)節(jié)的動力學方程為1-2f(t)/3-(1-f(t)2/3=1887.86e-151.938/RTt。
　

4、　 其次,對冶金塵泥壓塊實驗進行了研究,分析了不同粘結劑種類和用量、不同原料配比、成型壓力及配水量對壓塊成型的影響,進一步優(yōu)化了工藝參數(shù),同時采用掃描電鏡和反射偏光顯微鏡對生球內部結構進行了微觀分析。結果表明,以膨潤土為粘結劑的球團的強度不理想,而以甲基纖維素為粘結劑的球團強度滿足球團要求,選取的最佳成型參數(shù)為:甲基纖維素用量0.3％,配水量10%,成型壓力75KN。分別以膨潤土和甲基纖維素為粘結劑的生球內部物相間孔隙較大,組織較松散

5、,這就容易造成生球強度低,但由于甲基纖維素自身遇水水解后粘結性強,使以甲基纖維素為粘結劑的生球強度高。
　　 最后,分析了不同的還原溫度、還原時間和配碳比對生球還原效果的影響,使用掃描電鏡對金屬化球團的內部礦相結構進行了研究。結果表明,還原溫度對金屬化球團的金屬化率、去鋅率及抗壓強度影響顯著。隨著還原溫度的提高,還原時間的延長及C/O的降低,球團內部金屬鐵相越來越多,連晶程度越好,金屬化率和抗壓強度高。在C/O=1.0時,當還原