高炉瓦斯灰与钛磁铁矿共还原钛铁分离工艺及机理研究

发布时间：2019-03-27 17:34

【摘要】：海滨钛磁铁矿资源储量丰富,但其中的铁与钛关系密切,传统选矿方法不能将其中的铁与钛分开。近年来研究表明,直接还原焙烧-磁选工艺处理海滨钛磁铁矿能更好地实现钛铁分离,但目前的研究中所用还原剂都是不同种类的煤,存在成本偏高的问题。高炉瓦斯灰简称高炉灰,是高炉炼铁过程中烟气除尘所得到的产物。目前国内外对于高炉灰的利用多为返回烧结或填埋,不能实现充分合理的利用。由于高炉灰中含有一定量的铁和碳,因此在钛磁铁矿直接还原过程中有可能替代煤作为还原剂,从而回收再利用,如果实现,既可以利用其中的碳作还原剂,也可以回收其中的铁,可为高炉灰的有效利用提供新的途径。以三种不同产地高炉灰及印尼某海滨钛磁铁矿为研究对象,对高炉灰与海滨钛磁铁矿共还原焙烧-磁选工艺的可行性及影响规律进行了详细研究,其中海滨钛磁铁矿TFe品位为53.51%,Ti02含量为11.26%,三种高炉灰TFe品位为23%～36%之间,固定碳含量为18%～34%之间。考察了高炉灰种类及用量、萤石用量、焙烧温度、焙烧时间、升温及冷却方式及磨矿细度等因素对还原效果的影响,最终获得了最佳工艺条件。结果表明,高炉灰与海滨钛磁铁矿共还原焙烧-磁选工艺可以回收高炉灰及钛磁铁矿中的铁,最终得到了TFe品位94.23%,Ti02含量0.58%,总铁回收率达到87.59%的还原铁粉。同时发现,高炉灰作还原剂在C/O摩尔比0.72就能完成铁矿物的还原,用不同产地高炉灰及镜铁山铁矿石进行了验证。采用X射线粉晶衍射、扫描电子显微镜及能谱分析等分析手段对高炉灰与印尼某海滨钛磁铁矿共还原焙烧的反应机理进行了研究。结果表明,在相同C/O摩尔比条件下,高炉瓦斯灰作还原剂时还原效果优于烟煤,查明其原因是高炉灰作还原剂还原时以固定碳与铁矿物发生固固反应为主,使得高炉灰中的碳利用得更加充分,同时高炉灰作还原剂有助熔作用,可以促进焙烧矿中金属铁颗粒的长大。
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【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD951

【参考文献】

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本文编号：2448396