高铝铁矿市场资源比较充裕,成本优势明显。日钢在成功解决高铝铁矿烧结问题的基础上,又在冶炼过程中解决造渣问题,以保证渣相组成合理,炉况顺行,实现了氧化铝负荷70~80kg/t的正常冶炼。
针对高铝铁矿冶炼的负面影响,日钢在炉料结构以及炉渣组戍控制研究方面取得了以下进展:
Al2O3在高炉冶炼时,全部进入炉渣。炉渣中Al2O3含量高时,便影响炉渣流动性和降低脱硫能力。当炉渣中Al2O3<10%时,炉渣熔点小于1400℃,而Al2O3>20%时,熔点就升高,炉渣变稠,高炉排渣不顺。炉渣中Al2O3和SiO2的平衡极其重要,当SiO2/Al2O3=2.36时,炉渣流动性最好,此时Al2O3 15%,SiO2 35.4%。
(1)提高烧结矿中FeO含量。综合入炉铁矿石FeO含量大约在8%~10%,远高于同行业内的水平,尤其是酸性烧结矿的FeO控制在12%~14%。烧结矿内FeO含量增高,虽然要提高烧结温度,增加高炉燃料消耗,但能有效控制烧结矿的低温还原粉化率。生产实践表明,RDI每升高5%,燃料比上升1%,产量下降1.5%。因此,日钢高炉考虑综合指标,取得了非常好的效益。
(2)调节炉渣中氧化镁(MgO)含量,控制炉渣中MgO:Al2O3=0.65~0.80,三元碱度R3=1.50+0.05,四元碱度R4=0.95+0.05,获得合理渣相组成,改善炉渣流动性。同时,改善炉渣的脱硫能力。
(3)提高铁水物理热。随着渣中Al2O3含量的增加,炉渣的熔化温度明显上升,有利于高炉炉缸的蓄热,操作时要保证铁水物理热T=1500±20℃,来改善渣铁流动性。
(4)适当提高冶炼渣量,控制烧结矿的Al2O3/SiO2比。提高烧结矿内Al2O3含量的同时考虑适当提高SiO2含量,增加炉渣的稳定性。一般高炉冶炼高铝铁矿的经验,控制Al2O3/SiO2比为0.1~0.35,以保证烧结矿的质量,随着Al2O3/SiO2比上升,Al2O3含量增加,烧结矿中玻璃质易于形成,烧结矿强度直线下降。日钢的高炉冶炼中炉渣Al2O3/SiO2比已经提到0.5~0.6,仍可以满足高炉操作,获得较好的效益。
(5)摸索出不同Al2O3含量炉渣下适宜的工艺措施,为实现低成本冶炼奠定基础:ω(Al2O3)=15%~17%,控制炉渣二元碱度1.05~1.15,三元碱度1.50左右,四元碱度0.97左右,MgO/Al2O3比0.65~0.70,炉温控制ω[Si]<0.40%,可以保证物理热达到1480℃以上,冶炼顺利。
一种由高铝铁矿石直接制备金属铁粉的方法。本发明将铁矿石破碎、磨矿后与添加剂混匀造球,干球团进行煤基直接还原,还原产物经破碎、磨矿后,采用弱磁选分选,可获得总铁品位大于90%、铁回收率大于90%、Al↓[2]O↓[3]含量1.0%左右和SiO↓[2]含量小于1%的金属铁粉,此金属铁粉可作为电炉炼钢的原料。本发明适用于含铝较高、采用物理方法难以分选的铁矿石的铝铁分离;采用本发明,可实现由高铝铁矿石直接制备满足电炉炼钢要求的金属铁粉,工艺流程短,生产成本低,环境污染小,具有广泛的应用前景。综上所述,采用A1203含量较高的铁矿石直接冶炼,主要通过提高入炉原燃料质量、强化高炉操作制 度及与高品位铁矿搭配使用来抑制A1203含量过高对烧结、炼铁带来的负面影响,生产成本大幅度增加, 在工业应用上存在很大的局限性,不能从根本上解决高铝铁矿入炉冶炼困难的问题。 2.2铝铁分离工艺 国内外学者在实现高铝铁矿石中铝铁分离方面做了大量的研究工作,以降低A1203含量,提高矿石铁 品位,得到满足工业生产的合格原料。铝铁分离的工艺主要可归纳为:选矿法和生物法。 2.2.1选矿法 (1)重力选矿法 ,水力旋流分级法、分散.絮凝法及摇床、跳汰等方法均被广泛用于高铝铁矿石的铝铁分离研究。国外学 者用上述方法做了大量的工作,所研究对象集中于印度高铝铁矿石,这也源于该国丰富的高铝铁矿石资 源。因这部分文献较难查阅,读者可以查阅文献【l 31,里面有很详细的叙述。而国内在这方面的研究并未见 报道。 .重力分选由于其成本低、操作简单、环境污染小等优点在高铝铁矿泥的选矿上被广泛应用,但是对于 铝、铁嵌布关系复杂的铁矿,其分离效果不佳。 (2)磁选法 .D.S.Rao等【14】采用光学显微镜、XRD、TG、EPMA等检测技术系统研究了Kamataka高铝铁矿石矿物学 特征和地球化学性质,为这类矿石的选矿研究提供了理论依据。S.PrakaSh等【1列根据矿石的性质,采用磁选 及磁选.浮选联合工艺在高铝铁矿的选矿上开展了广泛的研究。B.DaS等II oJ对印度Barsua、Bolani及 Me曲atuburu地区的高铝铁矿泥的物理化学性质及工艺矿物学特征进行了系统研究,结果表明原料中铁品位 在48%《0%左右,大部分铝、硅脉石矿物在细粒级物料中富集。首先采用常规的水力旋流器对其分级,再 采用湿式强磁选对细粒物料回收,最后可获得铁品位61%巧5%的铁精矿,A1203含量降低到2.5%,si02含 量降低到1%,铁的回收率为59%。78%。M.K.Ghose【17】亦采用湿式强磁选对Barsuat高铝铁矿进行回收铁的研究。