煤基还原熔分综合利用硼铁精矿工艺基础

发布时间：2018-01-03 07:30

本文关键词：煤基还原熔分综合利用硼铁精矿工艺基础　出处：《北京科技大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：为了充分利用我国低品位硼铁矿资源,保障我国硼产品的战略供给,本文针对硼铁精矿的合理利用,基于选择性还原-熔分-熔分渣提硼的基本原理,提出了转底炉直接还原综合利用硼铁精矿的新工艺,围绕该工艺进行了相关基础研究,为硼铁矿及其它复合铁矿资源的利用提供参考。首先,考察了硼铁精矿的碳热还原特性和行为。在相同的试验条件下,采用热重分析仪进行了2种硼铁精矿和4种普通磁铁精矿的碳热还原试验,发现与其它磁铁精矿相比,硼铁精矿起始还原温度低、终点还原度高,碳热还原性能最优。进行了硼铁精矿含碳球团还原试验,考察了温度、还原剂粒度、配碳量、还原剂种类、成型压力、球团尺寸等工艺参数对硼铁精矿含碳球团还原行为的影响以及还原过程中的气体产物逸出规律、球团矿相结构演变(包括金属铁、脉石和煤粉)和球团收缩行为。以高纯石墨为还原剂,采用积分法进行了硼铁精矿含碳球团等温还原过程动力学分析,发现还原速率控制环节受温度和还原度的双重影响。研究了机械活化、添加Na2CO3、配加高反应性还原剂等强化措施对硼铁精矿含碳球团还原行为的影响,发现矿/煤机械混磨活化对还原的促进效果最明显。然后,对硼铁精矿含碳球团的一步还原熔分过程和预还原球团的熔分行为进行了研究。发现,硼铁精矿含碳球团于1400℃可以实现快速还原和渣铁熔分,8min时球团开始出现明显熔化迹象,11min即可实现渣铁彻底分离；熔融渣相在金属铁和煤粉颗粒的接触渗碳过程中起了关键作用。预还原球团的熔分试验表明,其过程与硼铁精矿含碳球团的一步还原熔分本质上是相同的,1475℃时富硼渣粘度会急剧陡升,从而对渣铁分离产量不利影响；坩埚材质对熔分渣、铁的成分和性能会产生明显影响。试验表明,矿石组成是决定球团熔分效果的最重要因素。在上述试验的基础上,进一步研究了富硼渣的矿相结构、结晶过程及活性演变规律。经缓冷处理,富硼渣的主要物相组成为遂安石、小藤石和橄榄石,矿物间嵌布关系简单。缓冷过程中,富硼渣的矿物组成和矿物性状会发生变化,进而影响了富硼渣活性的高低,1100℃时遂安石和小藤石大量生成,淬冷富硼渣具有最高活性。冶炼温度(即过热度)、富硼渣组成、冷却速率等均会对富硼渣的矿相结构和活性产生明显影响。最后,考察了浸出温度、酸量、液固比等基本酸浸参数对缓冷富硼渣中B元素浸出行为的影响,发现,提高温度、增加酸量、降低液固比均可以促进B的浸出；在B被浸出的同时,Mg、Si、Fe、U等元素均会被不同比例地溶出,其中,Si元素的溶出对浸出液的后续利用具有重要影响。在相同条件下进行了缓冷富硼渣与天然硼镁石矿的对比浸出研究,发现,富硼渣中B、 g、Si等元素的浸出性能明显提高,适宜浸出温度显著降低。
[Abstract]:In order to make full use of China ' s low - grade boron iron ore resources and to guarantee the strategic supply of boron iron concentrate in China , this paper presents a new process for the direct reduction and comprehensive utilization of boron iron ore concentrate by using thermal gravimetric analyzer . The influence of leaching temperature , acid content and liquid - solid ratio on leaching behavior of B elements in slow - cooled boron - rich slag is studied .

【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF55;TD98

【参考文献】