高磷铁矿混合钛铁矿的富氧顶吹熔融还原实验研究
  • 【摘要】

    我国云南惠民高磷铁矿储量丰富,但因品位低,粒度细,组成复杂,难富集,目前还没有得到开发利用.我国的钛铁矿资源也比较丰富,总储量约为3000万吨,分布于20个省区,云南钛铁矿保有资源储量1273万吨,占全国钛铁矿总储量的42%.高炉单独冶炼钛铁矿时,易生成泡沫渣,泡沫虽能增大气-渣-金属液间反应的界面及速率,但它的导热性非常差,在某些条件下恶化了熔渣对金属的传热.另外,还会引起炉料堵塞和泡沫泛滥,导... 展开>>我国云南惠民高磷铁矿储量丰富,但因品位低,粒度细,组成复杂,难富集,目前还没有得到开发利用.我国的钛铁矿资源也比较丰富,总储量约为3000万吨,分布于20个省区,云南钛铁矿保有资源储量1273万吨,占全国钛铁矿总储量的42%.高炉单独冶炼钛铁矿时,易生成泡沫渣,泡沫虽能增大气-渣-金属液间反应的界面及速率,但它的导热性非常差,在某些条件下恶化了熔渣对金属的传热.另外,还会引起炉料堵塞和泡沫泛滥,导致高炉炉况恶化,铁损增加,脱硫率下降等.为了合理利用我国丰富的高磷铁矿和钛铁矿,本课题采用富氧顶吹熔融还原技术冶炼高磷铁矿与钛铁矿混合矿,降低炉料磷负荷,稀释炉渣中的Ti02含量,减少泡沫渣形成.此工艺,还原反应容器的上部是强氧化性气氛,炉渣组成又具有较高的氧势,促使磷、钛、硅进入炉渣中,确保了生铁中杂质含量较少.还原反应容器的下部为还原性气氛,有利于铁氧化物的还原.冶炼得到的铁水可以用来炼钢.本论文研究了碱度、温度、碳氧摩尔比、通氧时间、保温时间、氧流量和助溶剂CaF2对铁回收率、脱磷率以及生铁中铁、磷、硫、钛含量的影响.得出以下结论:(1)随着反应温度升高,铁回收率呈上升趋势,生铁中磷含量升高,脱磷率下降,硫含量降低.(2)提高碱度,铁回收率先升高后下降,磷含量降低,脱磷率增大,硫含量降低.(3)随着碳氧摩尔比增加,铁回收率先增加后减少,碳氧摩尔比为1.0时达最大值.富氧顶吹熔融还原技术的优点之一就是脱磷效果较好.碳氧摩尔比0.8~1.3,生铁中磷含量从0.067%增加到0.43%,相应地脱磷率从92.2%降到46.5%.随着碳氧摩尔比增加,生铁中硫含量降低.(4)随着通氧时间延长,铁回收率先上升后急剧减小,生铁中磷含量降低,脱磷率增加.生铁中硫含量增加.(5)随着保温时间延长,铁回收率先增加后降低,30min时出现最大值,达94.24%;生铁中磷含量先增加后又降低,脱磷率与之相反;生铁中硫含量先降低后升高.(6)氧流量增加,铁回收率先增加后降低,生铁中磷含量先降低后又升高,然后又降低,脱磷率与之相反,生铁中硫含量先是增高后又降低,然后又升高.(7)添加CaF2,大部分实验表明铁的回收率增加.随着CaF2添加量的增加,铁的回收率先增加后有所降低.CaF2/CaO为1/10和1/8时,铁的回收率达到93%以上,生铁中的磷,硫含量降低.在温度1500℃,碱度1.3,保温时间20min,碳氧摩尔比1.0,氧流量250L/h,通氧时间10rain的实验条件下,获得的炉渣做了X射线衍射和化学元素分析,结果表明炉渣中的主要物相为Ca2Al2SiO7,另外,还有少量的Fe3O4, CaTiO3, Ca3(PO4)2;炉渣中FeO含量7.06%,Fe2O3含量2.75%,TiO2含量为8.2%,P2O5含量0.96%;表明采用富氧顶吹熔融还原冶炼高磷铁矿和钛铁矿混合矿时,矿中Ti和P进入炉渣中.实验得到的最优结果为:在勐桥钛铁矿和惠民高磷铁矿的比例为6:4,温度1450℃、碱度1.3、碳氧摩尔比1.0、保温时间20min、通氧时间10min、氧流量为250L/h, CaF2/CaO为1/8时,没有泡沫渣生成,渣铁分离较好,铁回收率达93.5%,脱磷率为87.4%,脱硫率为76.6%,生铁中磷含量为0.096%,硫含量为0.075%,钛含量为0.001%. 收起<<

  • 【作者】

    郈亚丽 

  • 【学科专业】

    有色金属冶金

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    昆明理工大学

  • 【导师姓名】

    王华

  • 【学位年度】

    2012

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    高磷铁矿%钛铁矿%富氧顶吹%熔融还原%混合冶炼