轉底爐珠鐵工藝綜合利用硼鐵精礦新工藝的技術基礎

《轉底爐珠鐵工藝綜合利用硼鐵精礦新工藝的技術基礎》是依託北京科技大學，由王靜松擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：轉底爐珠鐵工藝綜合利用硼鐵精礦新工藝的技術基礎
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：王靜松
• 項目類別：面上項目

項目摘要

遼寧、吉林的硼鐵礦儲量巨大，是我國最大的硼資源。開發硼鐵礦提硼技術對於保障我國硼礦資源安全供給具有重要戰略意義。低品位硼鐵礦綜合利用的一個關鍵環節是實現原礦初選所得硼鐵精礦中硼的提取以保證高的硼綜合回收率。本項目構建了以轉底爐珠鐵工藝為基礎，以含碳球團高效還原熔分-富硼渣活性控制為核心的硼鐵精礦綜合利用新工藝，針對該工藝關鍵技術環節的基礎理論問題，重點開展如下研究：硼鐵精礦含碳球團中鐵氧化物的碳熱還原機理，還原熔分過程中礦相結構的演變機制，渣相熔體物性對渣鐵分離的作用規律，富硼渣結晶過程中礦相結構及活性演變的控制機制，富硼渣元素浸取分離物理化學等方面的研究，以期為工藝技術開發提供科學依據。

結題摘要

遼寧、吉林的硼鐵礦儲量巨大，占我國硼礦資源總儲量的58%，是我國最大的硼資源。開發硼鐵礦提硼技術對於保障我國硼礦資源安全供給具有重要戰略意義。低品位硼鐵礦綜合利用的一個關鍵環節是實現原礦初選所得硼鐵精礦中硼的提取以保證高的硼總回收率。本項目構建了以轉底爐珠鐵工藝為基礎，以含碳球團高效還原熔分-富硼渣活性控制為核心的硼鐵精礦綜合利用新工藝，針對該工藝關鍵技術環節的基礎理論問題進行研究，主要獲得了如下結果。 首先，考察了硼鐵精礦的碳熱還原特性和行為。明確了簡單氧化物對氣化反應和還原反應的作用效果及硼對碳熱還原過程氣化反應的抑制機理。考察了溫度、還原劑粒度、配碳量、還原劑種類等對硼鐵精礦含碳球團還原行為的影響以及還原過程中球團礦相結構演變。球團等溫還原速率受溫度和還原度的雙重影響。礦/煤機械混磨活化對還原的促進效果最明顯。基於未反應核模型和試驗數據，建立了球團還原過程數學模型。 然後，研究了硼鐵精礦含碳球團還原熔分行為的機理。硼鐵精礦含碳球團於1400℃可以實現快速還原和渣鐵熔分，球團經歷了先還原再熔分兩個階段，熔融渣相在金屬鐵和煤粉顆粒的接觸滲碳過程中起了關鍵作用。隨著還原的進行，球團中碳含量逐漸降低，大顆粒煤粉會殘留的熔分產物周圍。當礦石中B2O3含量小於6%時，球團難以熔分。 緩冷富硼渣的主要物相組成為遂安石、小藤石和橄欖石，礦物間嵌布關係簡單。緩冷過程中，富硼渣的礦物組成和礦物性狀會發生變化，進而影響了富硼渣活性的高低，1100℃時遂安石和小藤石大量生成，淬冷富硼渣具有最高活性。冶煉溫度、富硼渣組成、冷卻速率等均會對富硼渣的礦相結構和活性產生明顯影響。 最後，考察了緩冷富硼渣中元素浸出行為。提高溫度、增加酸量、降低液固比均可以促進B的浸出，Mg、Si、Fe、U等均會被不同比例地溶出，Si元素的溶出對浸出液的後續利用有不利影響。酸的種類會對浸取過程控速環節產生影響。緩冷富硼渣與天然硼鎂石礦的對比浸出研究發現富硼渣中B、Mg、Si等元素的浸出性能明顯提高，適宜浸出溫度顯著降低。