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2020

菱鐵礦石直接壓球（1）

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來源：公司內(nèi)部

我國鐵礦資源豐富，但是大部分是低品位礦，其中有不少赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等，特點是鐵品位低，晶體粒度微細，與脈石嵌布緊密，單體解離困難，因此很難運用常規(guī)選礦方法選別，不能得到合理的利用。隨著鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，可供利用的富礦越來越少，因此，有效開發(fā)利用低品位鐵礦石和復雜共生礦石具有重要意義。近年來我國科研工作者對復雜難選低品位鐵礦石的利用進行了大量的研究，從中發(fā)現(xiàn)直接還原焙燒-磁選方法是處理低品位鐵礦石的有效途徑之一。直接還原所用原料大多是高品位礦石或經(jīng)選礦后得到的高質(zhì)量鐵精礦，并且直接還原后得到的就是還原鐵產(chǎn)品，不需再進行磨礦磁選。而用原礦進行直徑還原。雖然同樣是將鐵礦石中的鐵氧化物還原為金屬鐵，但由于原礦品位低，還原后的含鐵量也低，不能直接作為產(chǎn)品使用，必須要經(jīng)過磨礦磁選才能獲得高品位的直接還原鐵。

雖然近幾年低品位難選鐵礦石直接還原焙燒研究取得了一定的進展，但是所用的礦石都是破碎到一定粒度的粉礦。粉礦直接還原在工業(yè)應用中存在諸多問題，例如，影響料層的透氣性、惡化爐內(nèi)環(huán)境、還原速度變慢，運輸困難等。

在一定程度上影響了低品位直接還原的應用。將低品位鐵礦石粉礦壓球后進行直接還原焙燒可以解決直接焙燒中存在的各種問題。為低品位原礦直接還原焙燒的工業(yè)化所用裝備工更多選擇。

鐵礦石原礦破碎后直接進行壓球與高品位的鐵精礦壓球有很多不同，例如原礦粒度較粗、原礦中脈石礦物含量高、礦物種類復雜，這些因素都會影響到成球性，并且對直接還原焙燒過程的影響也可能不同于粉礦直接還原焙燒。

1.實驗

圖 1：原礦中鐵礦物和脈石礦物的存在狀態(tài)和能譜分析結(jié)果

1.1 實驗原料

① 鐵礦石

所用礦石樣本為菱鐵礦石，鐵品位較低，僅為33.75%，SiO₂含量較高，為17.58%，有害雜質(zhì)含量較低。從掃描電鏡圖中可以看出，主要礦物為淺白色的菱鐵礦和黑色的石英。礦石的目的礦物為菱鐵礦，其中含類質(zhì)同像元素鎂、錳，脈石礦物主要為石英、綠泥石等。菱鐵礦以條帶狀浸染的形式與脈石礦物混雜交生，菱鐵礦晶粒微細，粒度在幾十微米左右。

② 還原劑

在實驗中所用到的還原劑為哈密煤，粒度破碎至小于2mm備用。煤樣工業(yè)分析結(jié)果為：固定碳含量63.24%，揮發(fā)分26.85%，灰分9.9%。該煤固定碳高、灰分低、揮發(fā)分高，是較好的還原劑。

③ 粘結(jié)劑

無機粘結(jié)劑為膨潤土，膨潤土主要成分是蒙脫石，并包含有一定量其他粘土礦物和非粘土礦物。有機粘結(jié)劑是有纖維素基天然高分子聚合物經(jīng)化學反應而成，其主要部分為含大量羥基和羧基的長鏈分子，化學純產(chǎn)品。

1.2 實驗方法

首先將原礦經(jīng)顎式破碎機和對輥破碎機破碎至粒度小于2mm。稱取一定量原礦、還原劑煤和粘結(jié)劑混合均勻，加入一定量的水攪拌均勻后裝入模具中，放置于數(shù)顯液壓壓力試驗機上壓球，緩慢施加壓力，達到一定壓力后要保持該壓力30s后卸壓。壓制成型后的濕球和干球分別測定落下強度，在0.5m高處落下4次不碎后進行直接還原焙燒磁選實驗。濕球在100℃時放入烘箱中干燥5h。

將達到強度的小球放入加蓋的石墨坩堝中，一定量外配煤均勻覆蓋在小球表面，放置于馬弗爐中進行還原焙燒，將還原焙燒自然冷卻后的礦球統(tǒng)一稱為焙燒球。焙燒球在進行磨礦、磁選條件實驗。直接還原焙燒磁選繼而得到的產(chǎn)品中鐵品位大于90%，為避免與常規(guī)的鐵精礦混淆，我們在這里將該產(chǎn)品稱為還原鐵產(chǎn)品。

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