高MgO钒钛磁铁矿配矿烧结的试验研究

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在我国攀西地区,蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿资源,具有较高的综合利用价值。其中白马矿的主要特点是钛、钒、MgO含量高。冶炼钒钛矿本身就是个世界性难题,加上白马矿MgO含量很高,烧结时不外配加镁矿石,烧结矿中的MgO含量就能达到2.0%以上。要想在烧结生产中大量使用这种高Ti、MgO的磁铁矿,有必要在实验室进行基础研究,评估其对烧结生产带来的影响。在某钢铁企业现有的原料条件下,本文比较了几种烧结生产铁矿原料的烧结基础特性,通过试验考察了不同碱度条件下,白马矿配比(MgO含量)对烧结工序指标、烧结矿冶金性能的影响。研究结果如下:(1)几种矿粉中,澳矿、平川、溜姑、白马矿的同化性依次变差,其同化性温度分别为1164℃、1297℃、1312℃、1358℃。澳矿液相流动性表现出最好,溜姑矿次之,平川精矿几乎不流动,白马矿最差。粘结相强度溜姑最高,达2600-2700KN,澳矿次之,平川和白马矿只有1000-1800KN。使用白马矿进行烧结生产时,可以考虑与烧结基础特性较好的溜姑矿、澳矿配用,以保证烧结效果。(2)在烧结矿MgO含量一定时,随着烧结矿碱度由1.8提高到2.25,垂直烧结速度有所升高,转鼓强度增加,利用系数变化不大。原因是碱度升高后,形成低熔点液相的能力在增加,液相流动性增强、粘结相含量增加。(3)在烧结矿碱度一定时,随着MgO含量由2.8%增加到3.3%:垂直烧结速度有所下降、转鼓强度逐渐升高、烧结利用系数和成品率变化不大。分析是由于MgO含量的增加(白马矿配比增加),烧结矿中FeO含量增加,生成液相量增多,粘结相增加使得转鼓强度不断增加。另外,粘结相中钙钛矿、含镁矿物等高熔点物质含量增加,使得液相流动性差,烧结时燃烧带变宽、透气性变差,导致垂直烧结速度下降。烧结矿低温还原粉化率(RDI3.15)有所降低,粉化得到较好的改善。分析其主要原因是MgO含量增加后,镁在烧结矿中分布更加均匀,使得钛磁铁矿等矿物稳定存在,不易氧化成再生赤铁矿,钛赤铁矿含量减少。还原过程中发生晶型转变的矿物量减少,因而粉化率降低。烧结矿还原度(RI)变化不大,几乎都在80%~86%之间。总体来看,增加配矿比例后,还原性略微下降。主要原因是随着镁含量增加(增加白马矿配比),烧结矿品位小幅下降,烧结矿中钙钛矿等高熔点难还原矿物含量升高,使得烧结矿还原性在降低。(4)通过试验考察了综合指标较好(R=1.8 w(MgO)=3.05%,3.3%、R=1.95w(MgO)=3.3%)烧结矿的高温软熔性能。结果表明:随着MgO含量的增加,烧结矿开始软化温度升高,软熔带变窄下移,有利于高炉强化冶炼。随着碱度升高,软化开始温度升高,软化区间、软熔区间都呈现变宽的趋势,烧结矿渣相中高熔点物质增多,不易于熔化滴落,不利于高炉强化冶炼。根据本文研究可见,烧结矿中适当增加白马矿的配比可以改善烧结矿的冶金性能、高温软熔性能;提高碱度有利于改善烧结矿冷强度及低温还原粉化性,但还原性下降,烧结矿的品位降低。目前条件下,该企业生产R=1.8,MgO含量为3.3%的烧结矿可获得较好烧结生产指标,烧结矿综合冶金性能较好。
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