磁铁矿精矿直接还原技术的研究
发布时间：2021-06-22 03:40
随着国家对环保问题越来越重视,短流程电炉炼钢逐渐兴起,其主要原料为废钢,但目前我国废钢资源比较紧张,所以作为废钢替代品的直接还原铁开始受到关注。直接还原铁不仅能作为废钢的替代品,还由于其化学成分稳定、有害杂质含量少,是生产优质特钢不可或缺的原料。但是我国直接还原铁生产工艺落后,产量较低,急需开发高效环保的直接还原铁生产工艺来解决当前的问题。所以,本课题通过磁铁矿精矿的直接还原技术研究,为今后的直接还原铁生产提供一些理论指导。本研究课题以磁铁矿精矿和无烟煤为原料,并配以一定配比的添加剂,研究磁铁矿的固态直接还原技术,采用磨矿和磁选技术,得到高品位的直接还原铁粉。采用内配碳球团技术,能够在较短的时间和较低的温度下得到高品位的直接还原铁,同时磁选分离技术进一步提高了直接还原铁的品位。这一工艺具有能耗低,生产效率高,无污染,成本低等特点,具有极大的发展前景。主要研究内容如下:（1）通过热力学与动力学计算,分析了还原过程中铁氧化物和基体相可能发生的反应,并确定了在1000-1200℃的温度区间进行条件实验较为合适,得到了速率常数k的经验公式、反应动力学机理函数、各阶段的表观活化能E和指前因子A。...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．〗世界主要国家电炉炼钢比例??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｕｍａｃｅ?ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ?ｉｎ?ｍａｊｏｒ?ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??
〇％?ＢＷ?Ｗｍ?ＢＨｆ?ａ—?ＢＷ??美国?德国?俄罗斯?日本?中国?世界平均．??图１．〗世界主要国家电炉炼钢比例??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｕｍａｃｅ?ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ?ｉｎ?ｍａｊｏｒ?ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??８Ｑ０Ｃ??ｒ?１４％??７〇〇〇?－?＃???驟?Ｍ?Ｌ?１２％??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３??电炉炼钢产量（万吨）炉炼钢比例／％??图１．２我国近年电炉钢生产情况??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｕｒｎａｃｅ?ｓｔｅｅｌ?ｉｎ?ｒｅｃｅｎｔ?ｙｅａｒｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??一个国家的年度废钢产量是由钢铁产量和废钢积蓄量所决定的。一方面，由??于冶金技术的进步和连铸工艺的广泛应用，钢材的成材率得到了很大的提高，使??得我国在钢产量不断增长的情况下自产废钢反而呈下降趋势；另一方面，我国钢??铁工业发展时间较晚，钢铁积蓄量相对较低，难以满足电炉炼钢需求，并且我国??钢材大部分用于工程与建筑方面，回收周期较长，在１０年之内很难被利用ｍ。??这使得我国的废钢产量不能满足电炉炼钢的需求，为了弥补这一不足，可以使用??直接还原铁，并且直接还原铁不仅仅是优质废钢的代替物，还是生产优质钢材必??不可少的高级原料
而且可以降低钢中的Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎ等元素的含量，有利于提高钢的质??量［１２］。??最近十年，全球直接还原铁的产量如图１．３所示。从图１．３可以看出，整体??上来说，世界直接还原铁产量是呈上升趋势的。受２００８年下半年爆发的金融危??机影响，实体经济不景气，建设资金短缺，迫使一些新建直接还原铁项目推迟计??划，甚至取消，另外，２００９年全球钢材需求大幅减少，热压铁块价格快速下跌，??使直接还原铁厂相应削减产量，这两个因素共同作用，使全球直接还原铁产量略??有下降，到２０１０年产量又恢复到之前水平，并继续上升，２０１３年达到了?７４７１??万吨。??８０００?－１?ｒ?３０％??丄邏??２０Ｃ５?２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３??醒鑼世界ＤＲ丨产量（万吨）?一煤基比例／％??图１．３世界直接还原铁产量及煤基生产直接还原铁所占比例??Ｆｉｇ．?１．３?Ｗｏｒｌｄ?ＤＲＩ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ｏｆ?ＤＲＩ?ｍａｄｅ?ｆｒｏｍ?ｃｏａｌ－ｂａｓｅ??１．２．?２直接还原工艺??十八世纪末，英国就提出了直接还原的设想。期间，经历了数百年的发展，??并且出现了数百种直接还原方案，但绝大多数没有实际价值，或者未能实现工业??化
【参考文献】：
期刊论文
[1]含煤球团直接还原热失重及动力学分析[J]. 满毅,冯俊小,葛琦,李富杰. 化工进展. 2015(03)
[2]酒钢镜铁山铁矿石直接还原-磁选试验研究[J]. 张志荣,孙体昌,胡天洋. 矿冶工程. 2014(05)
[3]CaO-FeO-Al2O3-SiO2渣熔化温度特性实验研究[J]. 邢薇,吴龙,李士琦,姚力,刘润藻. 北京科技大学学报. 2014(05)
[4]气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望[J]. 张福明,曹朝真,徐辉. 钢铁. 2014(03)
[5]Midrex气基直接还原工艺的发展[J]. 南铁玲. 工业加热. 2011(06)
[6]非高炉炼铁技术现状及其在中国的发展[J]. 魏国,沈峰满,李艳军,赵庆杰. 中国废钢铁. 2011(05)
[7]直接还原铁在电弧炉炼钢中的应用[J]. 周浩. 现代冶金. 2011(03)
[8]钒钛铁精矿内配碳球团直接还原的动力学[J]. 刘松利,白晨光,胡途,吕学伟,邱贵宝. 钢铁研究学报. 2011(04)
[9]三氯化钛—重铬酸钾容量法快速测定铁矿石中全铁量[J]. 崔喜春,段树荣. 科学之友. 2010(24)
[10]直接还原铁在我国钢铁工业中的作用及前景展望[J]. 赵庆杰,李艳军,储满生,魏国,王治卿,董文献. 攀枝花科技与信息. 2010(04)
硕士论文
[1]低品位微细粒赤铁矿高效富集技术及机理研究[D]. 春铁军.中南大学 2010
本文编号：3242041
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．〗世界主要国家电炉炼钢比例??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｕｍａｃｅ?ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ?ｉｎ?ｍａｊｏｒ?ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??
〇％?ＢＷ?Ｗｍ?ＢＨｆ?ａ—?ＢＷ??美国?德国?俄罗斯?日本?中国?世界平均．??图１．〗世界主要国家电炉炼钢比例??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｕｍａｃｅ?ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ?ｉｎ?ｍａｊｏｒ?ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??８Ｑ０Ｃ??ｒ?１４％??７〇〇〇?－?＃???驟?Ｍ?Ｌ?１２％??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３??电炉炼钢产量（万吨）炉炼钢比例／％??图１．２我国近年电炉钢生产情况??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｕｒｎａｃｅ?ｓｔｅｅｌ?ｉｎ?ｒｅｃｅｎｔ?ｙｅａｒｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??一个国家的年度废钢产量是由钢铁产量和废钢积蓄量所决定的。一方面，由??于冶金技术的进步和连铸工艺的广泛应用，钢材的成材率得到了很大的提高，使??得我国在钢产量不断增长的情况下自产废钢反而呈下降趋势；另一方面，我国钢??铁工业发展时间较晚，钢铁积蓄量相对较低，难以满足电炉炼钢需求，并且我国??钢材大部分用于工程与建筑方面，回收周期较长，在１０年之内很难被利用ｍ。??这使得我国的废钢产量不能满足电炉炼钢的需求，为了弥补这一不足，可以使用??直接还原铁，并且直接还原铁不仅仅是优质废钢的代替物，还是生产优质钢材必??不可少的高级原料
而且可以降低钢中的Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎ等元素的含量，有利于提高钢的质??量［１２］。??最近十年，全球直接还原铁的产量如图１．３所示。从图１．３可以看出，整体??上来说，世界直接还原铁产量是呈上升趋势的。受２００８年下半年爆发的金融危??机影响，实体经济不景气，建设资金短缺，迫使一些新建直接还原铁项目推迟计??划，甚至取消，另外，２００９年全球钢材需求大幅减少，热压铁块价格快速下跌，??使直接还原铁厂相应削减产量，这两个因素共同作用，使全球直接还原铁产量略??有下降，到２０１０年产量又恢复到之前水平，并继续上升，２０１３年达到了?７４７１??万吨。??８０００?－１?ｒ?３０％??丄邏??２０Ｃ５?２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３??醒鑼世界ＤＲ丨产量（万吨）?一煤基比例／％??图１．３世界直接还原铁产量及煤基生产直接还原铁所占比例??Ｆｉｇ．?１．３?Ｗｏｒｌｄ?ＤＲＩ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ｏｆ?ＤＲＩ?ｍａｄｅ?ｆｒｏｍ?ｃｏａｌ－ｂａｓｅ??１．２．?２直接还原工艺??十八世纪末，英国就提出了直接还原的设想。期间，经历了数百年的发展，??并且出现了数百种直接还原方案，但绝大多数没有实际价值，或者未能实现工业??化
【参考文献】：
期刊论文
[1]含煤球团直接还原热失重及动力学分析[J]. 满毅,冯俊小,葛琦,李富杰. 化工进展. 2015(03)
[2]酒钢镜铁山铁矿石直接还原-磁选试验研究[J]. 张志荣,孙体昌,胡天洋. 矿冶工程. 2014(05)
[3]CaO-FeO-Al2O3-SiO2渣熔化温度特性实验研究[J]. 邢薇,吴龙,李士琦,姚力,刘润藻. 北京科技大学学报. 2014(05)
[4]气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望[J]. 张福明,曹朝真,徐辉. 钢铁. 2014(03)
[5]Midrex气基直接还原工艺的发展[J]. 南铁玲. 工业加热. 2011(06)
[6]非高炉炼铁技术现状及其在中国的发展[J]. 魏国,沈峰满,李艳军,赵庆杰. 中国废钢铁. 2011(05)
[7]直接还原铁在电弧炉炼钢中的应用[J]. 周浩. 现代冶金. 2011(03)
[8]钒钛铁精矿内配碳球团直接还原的动力学[J]. 刘松利,白晨光,胡途,吕学伟,邱贵宝. 钢铁研究学报. 2011(04)
[9]三氯化钛—重铬酸钾容量法快速测定铁矿石中全铁量[J]. 崔喜春,段树荣. 科学之友. 2010(24)
[10]直接还原铁在我国钢铁工业中的作用及前景展望[J]. 赵庆杰,李艳军,储满生,魏国,王治卿,董文献. 攀枝花科技与信息. 2010(04)
硕士论文
[1]低品位微细粒赤铁矿高效富集技术及机理研究[D]. 春铁军.中南大学 2010
本文编号：3242041
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3242041.html
