高鋁鐵礦市場資源比較充裕,成本優(yōu)勢明顯。日鋼在成功解決高鋁鐵礦燒結問題的基礎上,又在冶煉過程中解決造渣問題,以保證渣相組成合理,爐況順行,實現(xiàn)了氧化鋁負荷70~80kg/t的正常冶煉。
針對高鋁鐵礦冶煉的負面影響,日鋼在爐料結構以及爐渣組戍控制研究方面取得了以下進展:
Al2O3在高爐冶煉時,全部進入爐渣。爐渣中Al2O3含量高時,便影響爐渣流動性和降低脫硫能力。當爐渣中Al2O3<10%時,爐渣熔點小于1400℃,而Al2O3>20%時,熔點就升高,爐渣變稠,高爐排渣不順。爐渣中Al2O3和SiO2的平衡極其重要,當SiO2/Al2O3=2.36時,爐渣流動性最好,此時Al2O3 15%,SiO2 35.4%。
(1)提高燒結礦中FeO含量。綜合入爐鐵礦石FeO含量大約在8%~10%,遠高于同行業(yè)內(nèi)的水平,尤其是酸性燒結礦的FeO控制在12%~14%。燒結礦內(nèi)FeO含量增高,雖然要提高燒結溫度,增加高爐燃料消耗,但能有效控制燒結礦的低溫還原粉化率。生產(chǎn)實踐表明,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,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,改善爐渣流動性。同時,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,操作時要保證鐵水物理熱T=1500±20℃,來改善渣鐵流動性。
(4)適當提高冶煉渣量,控制燒結礦的Al2O3/SiO2比。提高燒結礦內(nèi)Al2O3含量的同時考慮適當提高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,控制Al2O3/SiO2比為0.1~0.35,以保證燒結礦的質(zhì)量,隨著Al2O3/SiO2比上升,Al2O3含量增加,燒結礦中玻璃質(zhì)易于形成,燒結礦強度直線下降。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,為實現(xiàn)低成本冶煉奠定基礎: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,干球團進行煤基直接還原,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,可實現(xiàn)由高鋁鐵礦石直接制備滿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,主要通過提高入爐原燃料質(zhì)量、強化高爐操作制 度及與高品位鐵礦搭配使用來抑制A1203含量過高對燒結、煉鐵帶來的負面影響,生產(chǎn)成本大幅度增加, 在工業(yè)應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題。 2.2鋁鐵分離工藝 國內(nèi)外學者在實現(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。國外學 者用上述方法做了大量的工作,所研究對象集中于印度高鋁鐵礦石,這也源于該國豐富的高鋁鐵礦石資 源。因這部分文獻較難查閱,讀者可以查閱文獻【l 31,里面有很詳細的敘述。而國內(nèi)在這方面的研究并未見 報道。 .重力分選由于其成本低、操作簡單、環(huán)境污染小等優(yōu)點在高鋁鐵礦泥的選礦上被廣泛應用,但是對于 鋁、鐵嵌布關系復雜的鐵礦,其分離效果不佳。 (2)磁選法 .D.S.Rao等【14】采用光學顯微鏡、XRD、TG、EPMA等檢測技術系統(tǒng)研究了Kamataka高鋁鐵礦石礦物學 特征和地球化學性質(zhì),為這類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展了廣泛的研究。B.DaS等II oJ對印度Barsua、Bolani及 Me曲atuburu地區(qū)的高鋁鐵礦泥的物理化學性質(zhì)及工藝礦物學特征進行了系統(tǒng)研究,結果表明原料中鐵品位 在48%《0%左右,大部分鋁、硅脈石礦物在細粒級物料中富集。首先采用常規(guī)的水力旋流器對其分級,再 采用濕式強磁選對細粒物料回收,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】亦采用濕式強磁選對Barsuat高鋁鐵礦進行回收鐵的研究。