含铁粉矿的低温固化球团工艺研究
在铁矿石的开采、破碎过程中会产生很多含铁粉料，同时在钢铁冶金生产中从原料装卸运输、原料烧结、高炉冶炼到炼钢、轧钢等各个工序中也会产生很多的烟尘、污泥、氧化铁皮及其他粉状的固体废弃物，把这些含铁的粉料和粉状固体废弃物统称为含铁粉矿。其含铁量较高，是一种可循环再利用的宝贵资源，然而，这些粉状材料必须球团化后才能进高炉冶炼得到再利用。因此，开展对含铁粉矿的固体废弃材料球团化工艺的研究与开发是非常必要的，具有重大经济价值和应用前景。
本论文针对特定的含铁粉矿原料，开发了一种新型无机有机复合粘结剂，系统研究了含铁粉矿的低温固化球团工艺，包括粘结剂的加入量、混碾时间、球团的成型压强、球团的加热固化制度等。主要研究内容及结果如下：
(1)通过使用磷酸二氢钾、四硼酸钾、XK-1、XK-1+XK-2四组改性剂对水玻璃进行改性实验，发现磷酸二氢钾、四硼酸钾、XK-1、XK-1+XK-2四组改性剂在一定程度上都能提高水玻璃的粘结强度。其中XK-1+XK-2复合改性剂对水玻璃的改性效果最好，通过加入改性剂XK-1+XK-2，制备了一种新型无机有机复合粘结剂。通过进一步实验，当改性剂按XK-1、XK-2与H2O的质量比为1:1:1配制，加入量为6％时，对水玻璃的改性效果最佳，熟球团的抗压强度从0.75KN/个提高到2.76KN/个。
(2)通过对低温固化球团工艺的探索得到如下结论：在低温固化球团工艺中，加热固化制度对球团的抗压强度影响很大。在实验中，把整个加热固化过程设定二个阶段，第一个阶段是加热烘干阶段，第二个阶段是加热固化阶段。实验表明含铁粉矿生球团在高温炉中以每分钟6℃的速度升温到105℃，然后在105℃时保温30min，再以每分钟6℃的速度连续升温到500℃并在500℃保温60min的加热固化制度所制备的球团的抗压强度效果最佳，其径向抗压强度可从1.17KN/个提高到2.91KN/个。
(3)通过对低温固化球团工艺中的其它影响因素的实验，结果表明：含铁粉矿中球团粘结剂的加入量为12％，采用混碾机混碾8min时，球团抗压效果最佳。球团抗压强度随成型压力的增大而增大，考虑到工厂实际生产的要求，选定的球团成型压强为60MPa。
(4)针对来源不同的含铁粉矿原料和钢铁企业对不同铁品位的球团的需求。使用低温固化球团工艺及参数和自制的粘结剂，对理论含铁量在50％的三组原料进行了实验，发现球团的抗压强度均能达到2KN/个。根据钢铁企业对不同品位的球团的需求，对理论含铁量分别在50％、55％、60％、65％的几种原料配比进行了实验，发现球团的抗压强度均能达到2KN/个。说明本论文探索的低温固化球团工艺及参数和自制的粘结剂对粉矿原料的适用范围比较广，对原材料没有特别的要求，具有普适性。
本文研究制备的粘结剂价格低廉，探索的低温球团固化工艺具有设备简单、工艺过程简单、投资少、环境友好等特点，具有重大的经济价值和发展前景。
水玻璃;含铁粉矿;低温固化球团工艺;粘结剂
西南科技大学
硕士
应用化学
王恩泽
2011
中文
TF046.6
62
2012-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）