高鋁鐵礦市場(chǎng)資源比較充裕,成本優(yōu)勢(shì)明顯。日鋼在成功解決高鋁鐵礦燒結(jié)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,又在冶煉過(guò)程中解決造渣問(wèn)題,以保證渣相組成合理,爐況順行,實(shí)現(xiàn)了氧化鋁負(fù)荷70~80kg/t的正常冶煉。
針對(duì)高鋁鐵礦冶煉的負(fù)面影響,日鋼在爐料結(jié)構(gòu)以及爐渣組戍控制研究方面取得了以下進(jìn)展:
Al2O3在高爐冶煉時(shí),全部進(jìn)入爐渣。爐渣中Al2O3含量高時(shí),便影響爐渣流動(dòng)性和降低脫硫能力。當(dāng)爐渣中Al2O3<10%時(shí),爐渣熔點(diǎn)小于1400℃,而Al2O3>20%時(shí),熔點(diǎn)就升高,爐渣變稠,高爐排渣不順。爐渣中Al2O3和SiO2的平衡極其重要,當(dāng)SiO2/Al2O3=2.36時(shí),爐渣流動(dòng)性最好,此時(shí)Al2O3 15%,SiO2 35.4%。
(1)提高燒結(jié)礦中FeO含量。綜合入爐鐵礦石FeO含量大約在8%~10%,遠(yuǎn)高于同行業(yè)內(nèi)的水平,尤其是酸性燒結(jié)礦的FeO控制在12%~14%。燒結(jié)礦內(nèi)FeO含量增高,雖然要提高燒結(jié)溫度,增加高爐燃料消耗,但能有效控制燒結(jié)礦的低溫還原粉化率。生產(chǎn)實(shí)踐表明,RDI每升高5%,燃料比上升1%,產(chǎn)量下降1.5%。因此,日鋼高爐考慮綜合指標(biāo),取得了非常好的效益。
(2)調(diào)節(jié)爐渣中氧化鎂(MgO)含量,控制爐渣中MgO:Al2O3=0.65~0.80,三元堿度R3=1.50+0.05,四元堿度R4=0.95+0.05,獲得合理渣相組成,改善爐渣流動(dòng)性。同時(shí),改善爐渣的脫硫能力。
(3)提高鐵水物理熱。隨著渣中Al2O3含量的增加,爐渣的熔化溫度明顯上升,有利于高爐爐缸的蓄熱,操作時(shí)要保證鐵水物理熱T=1500±20℃,來(lái)改善渣鐵流動(dòng)性。
(4)適當(dāng)提高冶煉渣量,控制燒結(jié)礦的Al2O3/SiO2比。提高燒結(jié)礦內(nèi)Al2O3含量的同時(shí)考慮適當(dāng)提高SiO2含量,增加爐渣的穩(wěn)定性。一般高爐冶煉高鋁鐵礦的經(jīng)驗(yàn),控制Al2O3/SiO2比為0.1~0.35,以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量,隨著Al2O3/SiO2比上升,Al2O3含量增加,燒結(jié)礦中玻璃質(zhì)易于形成,燒結(jié)礦強(qiáng)度直線(xiàn)下降。日鋼的高爐冶煉中爐渣Al2O3/SiO2比已經(jīng)提到0.5~0.6,仍可以滿(mǎn)足高爐操作,獲得較好的效益。
(5)摸索出不同Al2O3含量爐渣下適宜的工藝措施,為實(shí)現(xiàn)低成本冶煉奠定基礎(chǔ):ω(Al2O3)=15%~17%,控制爐渣二元堿度1.05~1.15,三元堿度1.50左右,四元堿度0.97左右,MgO/Al2O3比0.65~0.70,爐溫控制ω[Si]<0.40%,可以保證物理熱達(dá)到1480℃以上,冶煉順利。
一種由高鋁鐵礦石直接制備金屬鐵粉的方法。本發(fā)明將鐵礦石破碎、磨礦后與添加劑混勻造球,干球團(tuán)進(jìn)行煤基直接還原,還原產(chǎn)物經(jīng)破碎、磨礦后,采用弱磁選分選,可獲得總鐵品位大于90%、鐵回收率大于90%、Al↓[2]O↓[3]含量1.0%左右和SiO↓[2]含量小于1%的金屬鐵粉,此金屬鐵粉可作為電爐煉鋼的原料。本發(fā)明適用于含鋁較高、采用物理方法難以分選的鐵礦石的鋁鐵分離;采用本發(fā)明,可實(shí)現(xiàn)由高鋁鐵礦石直接制備滿(mǎn)足電爐煉鋼要求的金屬鐵粉,工藝流程短,生產(chǎn)成本低,環(huán)境污染小,具有廣泛的應(yīng)用前景。綜上所述,采用A1203含量較高的鐵礦石直接冶煉,主要通過(guò)提高入爐原燃料質(zhì)量、強(qiáng)化高爐操作制 度及與高品位鐵礦搭配使用來(lái)抑制A1203含量過(guò)高對(duì)燒結(jié)、煉鐵帶來(lái)的負(fù)面影響,生產(chǎn)成本大幅度增加, 在工業(yè)應(yīng)用上存在很大的局限性,不能從根本上解決高鋁鐵礦入爐冶煉困難的問(wèn)題。 2.2鋁鐵分離工藝 國(guó)內(nèi)外學(xué)者在實(shí)現(xiàn)高鋁鐵礦石中鋁鐵分離方面做了大量的研究工作,以降低A1203含量,提高礦石鐵 品位,得到滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的合格原料。鋁鐵分離的工藝主要可歸納為:選礦法和生物法。 2.2.1選礦法 (1)重力選礦法 ,水力旋流分級(jí)法、分散.絮凝法及搖床、跳汰等方法均被廣泛用于高鋁鐵礦石的鋁鐵分離研究。國(guó)外學(xué) 者用上述方法做了大量的工作,所研究對(duì)象集中于印度高鋁鐵礦石,這也源于該國(guó)豐富的高鋁鐵礦石資 源。因這部分文獻(xiàn)較難查閱,讀者可以查閱文獻(xiàn)【l 31,里面有很詳細(xì)的敘述。而國(guó)內(nèi)在這方面的研究并未見(jiàn) 報(bào)道。 .重力分選由于其成本低、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)在高鋁鐵礦泥的選礦上被廣泛應(yīng)用,但是對(duì)于 鋁、鐵嵌布關(guān)系復(fù)雜的鐵礦,其分離效果不佳。 (2)磁選法 .D.S.Rao等【14】采用光學(xué)顯微鏡、XRD、TG、EPMA等檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)研究了Kamataka高鋁鐵礦石礦物學(xué) 特征和地球化學(xué)性質(zhì),為這類(lèi)礦石的選礦研究提供了理論依據(jù)。S.PrakaSh等【1列根據(jù)礦石的性質(zhì),采用磁選 及磁選.浮選聯(lián)合工藝在高鋁鐵礦的選礦上開(kāi)展了廣泛的研究。B.DaS等II oJ對(duì)印度Barsua、Bolani及 Me曲atuburu地區(qū)的高鋁鐵礦泥的物理化學(xué)性質(zhì)及工藝礦物學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明原料中鐵品位 在48%《0%左右,大部分鋁、硅脈石礦物在細(xì)粒級(jí)物料中富集。首先采用常規(guī)的水力旋流器對(duì)其分級(jí),再 采用濕式強(qiáng)磁選對(duì)細(xì)粒物料回收,最后可獲得鐵品位61%巧5%的鐵精礦,A1203含量降低到2.5%,si02含 量降低到1%,鐵的回收率為59%。78%。M.K.Ghose【17】亦采用濕式強(qiáng)磁選對(duì)Barsuat高鋁鐵礦進(jìn)行回收鐵的研究。