《氣基還原和高溫熔分實現鮞狀高磷鐵礦除磷的基礎研究》是依託北京科技大學，由唐惠慶擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：氣基還原和高溫熔分實現鮞狀高磷鐵礦除磷的基礎研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：唐惠慶
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鮞狀高磷鐵礦由於其獨特的礦相結構，目前還沒有有效的處理工藝達到鋼鐵工業對鐵礦石的要求。本研究從該礦礦相結構分析出發，在預實驗和理論分析的基礎上提出了氣基還原+高溫熔分處理該高鮞狀磷鐵礦的處理方法。所提出的脫磷工藝與傳統的鋼鐵冶金流程相比較，由於避免了C在熔分過程中對脫磷的影響，從而達到高磷鐵礦的除磷提鐵的目的。相對於其它生物除磷，化學除磷以及選礦除磷工藝而言，本工藝的處理周期，流程相對簡單，成本較低，基本可以達到鋼鐵冶金生產的要求；採用了火法冶金的路線，可以採用鋼鐵工業現有的反應設備；通過對現有礦物進行選礦處理後，渣量可以進一步減少。本研究所需解決的關鍵問題是礦物的深還原和渣鐵的高效分離。本研究圍繞所提出氣基還原和高溫熔分處理高磷鐵礦工藝路線，開展相關的實驗研究和進一步完善所建立的相關數學模型。以期最佳化相關的工藝參數，並進行相關的基礎的理論研究。
結題摘要
本研究針對我國的湘、鄂地區、長江流域大量含磷鐵礦石（其中鄂西地區鐵礦資源十分豐富，已探明儲量約40億噸,磷含量約1.0%）。提出了高磷鐵礦氣基還原+電爐熔分工藝。圍繞該工藝路線。展開了一系列的研究。包括： （1）利用冶金物理化學計算，推導了有關氣基還原+高溫熔分的熱力學計算模型,確定了合適的還原條件。論證了該工藝路線的可行性。 （2）通過還原實驗實驗研究，確定了合理的氣基還原工藝實驗參數，採用固定床反應器，在CO，H2氣氛的條件下，並經過微波預處理(450W, 4-6min)後，礦粉的金屬化率可以達到85-92%. （3）通過粉礦還原的微觀分析，掌握了礦粉還原過程中的規律。還原過程中礦粉中的磷灰石層幾乎沒有變化。高磷鐵礦中磷灰石和金屬鐵層仍然呈間層狀排列。嚴重影響了礦粉的還原效果。利用微波預處理手段。使得磷灰石層徹底粉碎。微波預處理完全改變了磷灰石層的物相結構，微觀形貌變化。同時結合不同還原階段的產物分析，揭示高磷鐵礦粉礦深還原的控制步驟及相關動力學行為。 （4）通過還原產物的渣鐵分離行為的研究，以爐渣共存理論熱力學計算為依據，通過添加3%Na2CO3添加劑和調整渣系鹼度到1.0. 在1550-1600℃ 和保溫時間5-10min的條件下，實現鐵回收率最大化和P的渣鐵分配係數最大化，鐵樣中的磷含量達到0.27%。鐵回收率達到82%。得到滿足煉鋼要求的鐵水。 基於以上實驗室規模的實驗研究，開展了相關的反應器的模擬研究，以使得該工藝可以在實際的工業生產中得到利用。模擬利用折流式移動流化床反應器去實現該礦粉的高效還原，同時達到還原氣的還原勢和熱能的高效梯級利用。
