成型工藝對釩鈦鐵精礦內(nèi)配碳球團(tuán)性能影響因素研究初稿(編輯修改稿)
2025-07-23 05:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 以它對粘結(jié)劑的要求很高。但冷固結(jié)成型工藝簡單、流程短、投資少、能耗低，所以被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煤炭、耐火材料、建材等行業(yè)。高溫成型粘結(jié)劑主要有膨潤土、石灰、KLP、佩利多等，用于冷固結(jié)成型的粘結(jié)劑主要有水玻璃、水泥、瀝青、腐植酸鹽、羧甲基纖維素、淀粉等。在鐵礦球團(tuán)工藝剛剛興起的時(shí)候人們就發(fā)現(xiàn)膨潤土是一種有效的粘結(jié)劑，實(shí)際上，膨潤土除了是一種有效粘結(jié)劑之外，它還有助于球團(tuán)的形成以及具有保持水分的能力，因此．膨潤土成了鐵礦球團(tuán)中最主要的粘結(jié)劑[14]。無機(jī)粘結(jié)劑使鐵粉球不需要燒結(jié)就具有很好的高溫成球性能和強(qiáng)度，降低了制備鐵粉球的成本，使煉爐內(nèi)的鐵礦粉具有良好的透氧和透熱性能，加快煉鐵速度降低煉鐵過程的能耗，但是無機(jī)粘結(jié)劑含有雜質(zhì)，影響鐵球性能，所以這些問題限制了有機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)粘結(jié)劑的推廣應(yīng)用，無機(jī)粘結(jié)劑與有機(jī)粘結(jié)劑在礦粉成型過程中都有優(yōu)點(diǎn)和不足，于是就有人考慮將兩者結(jié)合起來，揚(yáng)長避短開法出復(fù)合粘結(jié)劑并獲得成功。無機(jī)粘結(jié)劑存在一些無法克服的不足，迫使人們尋求新的粘結(jié)劑。人類對天然高分子物質(zhì)的利用有著悠久的歷史。早在20世紀(jì)初，人們對于天然高分子物質(zhì)應(yīng)用、改性以及實(shí)現(xiàn)高分子化合物的合成已經(jīng)取得了很大的成果。但是，無論是天然的高分子還是人工合成的化合物，對其結(jié)構(gòu)，人們還不是很清楚。復(fù)合粘結(jié)劑既能起粘結(jié)作用，提高球團(tuán)的強(qiáng)度，又能起熔劑作用，調(diào)整球團(tuán)礦堿度并改善球團(tuán)還原性，因此復(fù)合粘結(jié)劑是粘結(jié)劑研究開發(fā)中的一個(gè)重要的方向[16]。 4 本課題研究背景及意義攀枝花型釩鈦磁鐵礦是一種含鈦、鐵、釩為主并有少量鉻、鎳、鈷、鉑族、鈧等多金屬復(fù)合礦。經(jīng)多年艱苦的研究和攻關(guān)，以攀鋼為代表的國有大型企業(yè)成功開發(fā)出了以高爐轉(zhuǎn)爐為主線的利用釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)鋼鐵和釩產(chǎn)品工藝流程（高爐—轉(zhuǎn)爐流程），生產(chǎn)了大量鋼材和釩產(chǎn)品，為國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。在高爐冶煉過程中，燒結(jié)礦中的鈦氧化物只有極少數(shù)被還原進(jìn)入生鐵，大量的鈦進(jìn)入高爐渣中，二氧化鈦含量為20%25%，稱為高鈦型高爐渣。同時(shí)，由于有TiC、TiN和Ti(C,N)等高熔點(diǎn)物相存在，往往使得高爐渣變稠、產(chǎn)生泡沫化現(xiàn)象，造成渣中帶鐵嚴(yán)重。釩鈦鐵精礦原料經(jīng)篩分混合后，需制成球團(tuán)（塊）才能進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行還原。球團(tuán)在回轉(zhuǎn)爐中要經(jīng)過預(yù)熱、低溫還原和高溫還原幾個(gè)階段，球團(tuán)的造球方式和造球參數(shù)、含水量、煤粉和粘結(jié)劑的添加量及粘結(jié)劑種類對球團(tuán)的性能都有重要的影響。目前造球工藝主要采用壓力成型和滾動成型兩種方式，通過兩種造球工藝對釩鐵鐵精礦配碳球團(tuán)機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)、爆裂溫度、孔隙率的影響因素進(jìn)行對比研究，為確定合適的造球工藝提供參考。 5 試驗(yàn)部分 球團(tuán)成分釩鈦磁鐵礦是一種多金屬元素的復(fù)合礦，是以Fe、V、Ti為主的共生磁鐵礦。攀枝花礦是經(jīng)過磁選后的釩鈦磁鐵精礦，由于是一段磨礦工藝，粒度非常粗，%～45%，從化學(xué)成分看，TiO2高達(dá)12%～13%，%左右，Al2O3也偏高，%左右，由于釩鈦磁鐵精礦的物化性能的特殊性，造成了釩鈦磁鐵精礦球團(tuán)的特殊性能和處理方式。從造球角度來看，鐵精礦的粒度愈細(xì)，則生球中顆粒排列愈緊密，形成的毛細(xì)管直徑越小，產(chǎn)生的晶格缺陷愈多，所以產(chǎn)生的毛細(xì)力就愈大，生球強(qiáng)度愈高。但是鐵精礦如果過細(xì)，一方面增加磨礦的費(fèi)用，另一方面會降低生球爆裂溫度，給干燥帶來困難。%以上，%。 鐵精礦粉試驗(yàn)所用的礦為釩鈦鐵精礦。 本實(shí)驗(yàn)采用的鐵精礦主要成分（%）元素TFeFeOFe2O3TiO2V2O5Cr2O3SiO2Al2O3CaOSP含量 粘結(jié)劑試驗(yàn)所用的粘結(jié)劑為膨潤土。作為對比的粘結(jié)劑還有淀粉和復(fù)合粘結(jié)劑。 膨潤土成分(%)成分SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3Na2OK2OTiO2SO3P2O5含量6513 還原劑試驗(yàn)所用的還原劑為煤粉。 煤粉的主要成分成分CVfSSiO2MgOAl2O3CaO含量/wt/% 配料計(jì)算 各種機(jī)械性能的測試 氣孔率的測試球團(tuán)的密度和氣孔度無論對其機(jī)械強(qiáng)度還是還原性均有明顯的影響，它也是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。試樣的真密度（R0）的測定方法是：，取50g，并放入盛水的比重瓶中（用酒精代替水則更好，因?yàn)橐诐櫇裎锪希Ｔ嚇拥馁|(zhì)量與排水量之比即為試樣的真密度。其計(jì)算為：R0= 式 （）：R0—試樣的真密度，g/m179。；Q—試樣細(xì)粉（）質(zhì)量，g；V—試樣排除水的體積，m179。 爆裂溫度的測定爆裂溫度是加熱流體包裹體達(dá)到均一后，繼續(xù)升溫，其時(shí)包裹體內(nèi)部壓力隨之急劇升高，當(dāng)內(nèi)壓超過包裹體體腔壁所能承受的壓力時(shí)，包裹體爆裂，并發(fā)出“啪、啪”響聲，此時(shí)的溫度即為包裹體的爆裂溫度。生球團(tuán)爆裂溫度的測定是將造好的生球放在高溫爐里在額定溫度下升溫一分鐘左右，取出然后觀察生球團(tuán)是否爆裂，或者在20cm高度落下，統(tǒng)計(jì)球團(tuán)的落下強(qiáng)度。 抗壓強(qiáng)度測試抗壓強(qiáng)度是表示球團(tuán)強(qiáng)度的重要指標(biāo)，通常用N/個(gè)球來表示。生球的抗壓強(qiáng)度是指其在還原設(shè)備上所能承受料層負(fù)荷作用的強(qiáng)度，以生球在受壓條件下開始龜裂變形時(shí)所對應(yīng)的壓力大小表示?？箟簭?qiáng)度的測試所使用的儀器是型號為ZQJⅡ型智能顆粒強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)機(jī)，量度為500N，精度為一級，加力速度5N/m，測試高度25cm。 ZQJ智能顆粒強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)其測試方法大概為：通常我們的球團(tuán)礦的檢測標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4700相同，在實(shí)驗(yàn)過程中，我們采用的方法是把球團(tuán)置于兩塊平行的鋼板之間，以規(guī)定速度把壓力負(fù)荷家在每個(gè)球團(tuán)上，直到球團(tuán)被壓碎時(shí)的最大負(fù)荷即為生球的抗壓強(qiáng)度。用壓力測試機(jī)測試多個(gè)球團(tuán)的強(qiáng)度，最后取平均值，得出的是較為準(zhǔn)確的數(shù)值。在選取球團(tuán)礦個(gè)數(shù)時(shí)，依據(jù)的是下面的公式計(jì)算。 式（）：N表示每次測試球團(tuán)個(gè)數(shù)，δ表示若干預(yù)備試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)離差，β表示所要求的精確度（β=95%可信度下的標(biāo)準(zhǔn)離差）。在實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)，我們通常選取10個(gè)生球來測試球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度，得出球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的平均值。 堆積密度的測定堆積密度是指散粒材料或粉狀
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