邯邢地区精矿粉配加伊朗矿造球研究

刘春暖李京社张新兵宋延琦杨树峰

(1.新兴河北工程技术公司;2.北京科技大学)

邯邢地区精矿粉配加伊朗矿造球研究

刘春暖1李京社2张新兵2宋延琦2杨树峰2

(1.新兴河北工程技术公司;2.北京科技大学)

新兴铸管公司计划利用进口伊朗矿粉造球,拓宽资源利用的渠道。本文对邯邢地区精矿粉配加伊朗铁矿造球性能进行了研究,确定了工艺参数,为生产提供了依据。

邯邢精矿粉 伊朗矿 造球生产

0 前言

伊朗铁矿粉是首先由新兴铸管公司引进的高品位、低杂质的冶金用铁矿粉,了解其造球性能,对于进一步开拓铁矿资源市场,拓宽资源保障渠道,高效发挥其作用具有重要的战略意义[1]。

本试验拟在以邯邢地区铁矿粉的基础上,配加一定量的伊朗铁矿粉,进行混合铁矿粉造球及球团焙烧实验,探索在伊朗粉和膨润土不同的配比下,成球性能、生球的抗压及落下强度、爆裂温度以及焙烧温度区间等工艺参数,并考察相应的球团矿品位、抗压强度及软化性能、还原度、低温还原粉化、还原膨胀、矿相分析等相关冶金性能的变化规律,确定生产球团矿时伊朗粉的最佳配比。

1 造球试验及分析

伊朗的主要成矿带是里海南部的厄尔布尔士山脉、贯穿伊朗西北到东南的翻恤一带[2],伊朗铁矿粉的含铁品位很高,SiO2和 Al2O3含量很低,有害组分 S的含量也很低,同时,该矿粉的粒度很细。经过实验室检测,试验用含铁原料化学成分见表1。伊朗粉粒度组成见表2。

表1 造球试验用含铁原料化学成分 %

表2 造球试验用伊朗矿粉粒度组成%

试验中在目前100%邯邢地区矿生产条件的基础上,分别加入不同比例 (20%、35%、50%)的伊朗粉,然后在每种矿的配比下分别添加不同量的膨润土 (添加量从3.5%～4.5%,梯度0.5%)。焙烧温度定为:1100℃、1130℃、1160℃、1200℃。实验的目的是考察在不同温度下伊朗矿的配加量及膨润土的量对所造生球性能的影响。图1、图2反映了伊朗矿粉的配加比例对生球抗压强度及落下强度的影响,图3和图4反映了膨润土配加量对生球抗压强度及落下强度的影响。

图1 膨润土4.0%时伊朗粉对生球抗压强度的影响

图2 膨润土4.0%时伊朗粉对生球落下强度的影响

图3 膨润土对生球抗压强度的影响

图4 膨润土对生球落下强度的影响

由图1、图2可以看出,随着伊朗粉的配比增加,生球性能变差,尤其当配加量 >40%后,生球的抗压强度和落下强度急剧下降,当伊朗粉配比达到100%时,落下强度仅为1.3次·0.5-1m-1球。伊朗矿粉配比从20%～50%,对生球抗压及落下强度的影响并不明显,比较而言当伊朗矿粉配比为20%时抗压及落下强度较高。因此,就造球试验结果来说,伊朗粉配比不宜超过50%。

由图3、图4可以看出,膨润土在3.5%至4.5%范围内,随着膨润土的增加生球的抗压强度和落下强度均有所提高,对抗压强度的影响更为明显一些,对于落下强度而言,除了未配加伊朗粉的生球外,对其影响不大。

由于伊朗矿粉粒度较细,适当的配入,可使原料粒度组成趋于合理,较细粒度的伊朗矿粉充填于较粗粒度的邯邢地区精矿之中,则生球中的颗粒排列紧密,形成的毛细管直径减小,所产生的毛细力增大,生球的强度提高[4]。

但如果伊朗矿粉配比过大,则由于伊朗矿粉的粘结性差,不易成球而使生球强度降低。伊朗粉在<40%时,生球的抗压强度变化趋势不大;当 >40%以后,抗压强度急剧下降。

2 焙烧试验及分析

根据造球试验的结果,对伊朗粉配比0%、20%、35%、50%进行球团焙烧试验。其试验结果见表3。

表3 球团焙烧试验结果

2.1 伊朗粉配比对球团矿强度的影响

为明显起见,将不同焙烧温度、伊朗粉不同配比的球团矿抗压强度如图5所示。

图5 伊朗矿粉配比对球团矿抗压强度的影响

由图5可以看出,在相同焙烧温度下,随伊朗矿粉配比增加,球团矿抗压强度呈下降趋势,或者说随伊朗矿粉配比增加,需提高焙烧温度。在理论上认为:赤铁矿球团矿固结机理与磁铁矿有很大不同。磁铁矿主要是氧化再结晶,而且磁铁矿氧化放出的热量几乎相当于焙烧球团矿总热耗的一半。而赤铁矿不会再氧化,而且没有晶形的转变,赤铁矿固结是一种简单的高温下晶粒长大和再结晶的过程。因此固结较困难,要求更高的温度。根据试验结果,配加伊朗矿粉后,焙烧温度需提高20℃～40℃。

焙烧温度为1200℃时,各种球团矿的抗压强度均最好,都大于2000 N·个-1球;在焙烧温度1160℃时,几种球团矿的抗压强度 (在2000 N·个-1球左右)也可以满足生产的要求。因此,焙烧温度可制定为1160℃～1200℃之间。

2.2 膨润土配比对球团矿强度的影响

将焙烧温度为1160℃,不同膨润土添加量时球团矿强度变化如图6所示。

由图6可以看出,随膨润土配加量的增加,对球团矿强度的影响并不明显。当膨润土添加量为4.0%时,即可满足球团矿质量要求。

图6 膨润土添加量对球团矿强度的影响

3 球团矿冶金性能分析

为考查配加伊朗矿粉对球团矿冶金性能的影响,选择部分试样进行了冶金性能测定 (其试样编号为:A:伊朗粉0%、膨润土4.0%;B:伊朗粉20%、膨润土4.0%;C:伊朗粉50%、膨润土4.0%;D:伊朗粉50%、膨润土4.5%),球团矿冶金性能见表5。

表5 球团矿冶金性能

由表5可以看出,无论配加伊朗矿粉与否,球团矿的冶金性能变化不大,抗低温还原粉化性能均较好;而还原性能不高,都属于一般水平。原因可能是膨润土用量较大,焙烧中产生液相较多导致。本组试验相比,随伊朗矿粉配比增加,球团矿还原性能和软化性能有所改善,软化开始温度升高,软化区间变窄。伊朗矿粉配比20%与50%相比低温还原粉化性能接近,略低于不配加伊朗矿粉的基准样。球团矿的还原膨胀率均属正常范围。

从 C和D样的对比中可以发现,增加膨润土用量,球团矿的低温还原粉化性能略有改善,但变化不大,还原性有所降低。

4 结论

从以上试验,可以得出如下结论:

1)随伊朗矿粉配加量增加,生球及球团矿强度有下降趋势。为保证球团矿质量,焙烧时,需相应提高焙烧温度20℃～40℃左右,以满足球团固结所需热量,保证球团矿质量;

2)随伊朗矿粉配比增加,球团矿还原性能和软化性能也得到改善;与基准样比较,低温还原粉化性能略有下降;还原膨胀属正常范围;

3)适当增加伊朗矿粉用量,对提高生球质量有利,但配比不宜过高,以20%左右为宜。伊朗粉配比达到50%时成品球团的抗压强度比配比在10%～30%的降低400 N·个-1球以上,从产品的质量指标考虑伊朗粉的配比也不易过高;综合分析得出,伊朗粉配加量在15%～35%为宜。

[1]吴博成.合理利用国内外两种铁矿资源的探讨.金属矿山,1994(8):8-9,16.

[2]姜贵善.伊朗的资源开发环境.国土资源情报,2002(5):31-32.

[3]张一敏.球团矿生产技术.北京:冶金工业出版社,2005:1-5.

[4]宋志君,高丙寅,金德刚,等.配用伊朗矿粉的烧结试验及生产.金属世界,2006(3):33-35,39.

[5]张一敏.球团理论与工艺.北京:冶金工业出版社,2008:111-115.

RESEARCHING ON THE PELLET-MAKING OF HANXING AREA CONCENTRATE FINEW ITH IRAN IRONORE

Liu Chunnuan1Li Jingshe2Zhang Xinbing2Song Yanqi2Yang Shufeng2
(1.Xinxing Hebei Company of Engineering and Technology;2.University of Science and TechnologyBeijing)

Xinxing Pipes Company plans to use importing Iran iron ore to make the pellets,to broaden the channels for the resources.This thesis researches on the property of pellet-making use importing Iran iron ore with Hanxing area concentrate fine,to determine the process parameters,to provide a basis reference for the production.

Hanxing concentrate fine Iran iron ore Pellet-making production

联系人:李京社,常务副院长,教授,博士生导师,北京 (100083),北京科技大学研究生院;

2010—4—2