612 工程科学学报，第38卷，第5期 92 94 (a) ) ■一G高炉灰 一G高炉灰 ◆一JX高炉灰 93 88 ▲GD高炉灰 ▲CD高炉灰 92 84 上 91 90 0 89 ● 88 25 30 35 20 75 30 高炉灰用量修 高炉灰用量/除 2.1(c)-JG高炉灰 1.8 CD高炉从 部 15 1.2 0.9 0.6 20 25 30 高炉灰用量经 图3高炉灰用量对还原铁粉指标的影响.()高炉灰用量对还原铁粉Fe回收率的影响：(b)高炉灰用量对还原铁粉Fe品位的影响：(c) 高炉灰用量对还原铁粉T0,质量分数的影响 Fig.3 Influences of blast fumnace dust dose on the iron recovery (a),the iron grade (b)and the Ti02 content (c)of the reduced iron powder 原铁粉（为方便叙述，以下分别以JG铁粉、JX铁粉和 原，而钛氧化物在这个温度区间很难被还原，因此根据 CD铁粉代表用该高炉灰做还原剂所得还原铁粉)的 3.1的结果，固定高炉灰用量为30%，在1150~1300 总铁回收率最高，且随着X用量的增加而提高，原因 ℃之间考察焙烧温度的影响，结果见图4.其他条件与 是X中固定碳质量分数最高.G中固定碳低于X, 高炉灰用量实验时相同. 但挥发分质量分数最高.因为挥发分能够通过有效抑 由图4可知，焙烧温度对不同高炉灰所得还原铁 制含铁脉石矿物的生成进而提高还原铁的铁回收 粉的指标影响较大.从总铁回收率来看，三种高炉灰 率的，所以JG铁粉的总铁回收率在高炉灰用量为 都是随着焙烧温度升高，铁回收率提高，但提高的程度 25%时与X铁粉差距并不大，但随着高炉灰用量的继 不同.JX铁粉和JG铁粉的铁回收率远远高于CD铁 续增加，铁回收率增长幅度减小.CD中固定碳和挥发 粉，而CD还原铁粉的铁回收率增加幅度比X和JG 分质量分数最低，而灰分质量分数又最高，故其还原效 大很多 果最差 从铁品位来看，随着焙烧温度升高，三种高炉灰做 从铁品位来看，三种高炉灰在不同用量条件下还 还原剂所得还原铁粉的铁品位的增长均不到5个百分 原铁粉的铁品位均达到88%以上，其中CD铁粉的铁 点，其中JG铁粉中的铁品位最高，CD铁粉的铁品位增 品位最高，达到了92.61%. 长速度最慢. 从T0,质量分数来看，三种高炉灰的还原铁粉中 从TO,质量分数来看，三种高炉灰做还原剂所得 T0,质量分数差距很大.在高炉灰用量35%时，JX铁 还原铁粉的TO2质量分数均随着焙烧温度升高而明 粉比CD铁粉中T0,质量分数多0.92个百分点，同时 显降低，且均在1150℃到1250℃时降低效果明显，随 总铁回收率也高8.35个百分点.由此看出提高总铁 后继续升高温度，降低效果相对减缓.其中在1250℃ 回收率和促进钛铁分离是相互矛盾的.虽然在高炉灰 时只有CD铁粉的TiO,质量分数低于1%，JG铁粉的 用量相同的条件下，固定碳质量分数高的JX提铁效果 TO,质量分数降低幅度最小，而X铁粉中T0,质量分 较好，但是还原铁粉中T0,质量分数相对于其他高炉 数最高，在1300℃时还高达1.62%.因此综合考虑还 灰也最高，所以通过增加高炉灰用量来提高总铁回收 原铁粉指标，选取1250℃为最佳焙烧温度 率必然对钛铁分离效果有不利影响.因此选取高炉灰 3.3萤石用量对还原铁粉指标的影响 用量30%为最佳还原用量 根据3.2节研究结果，已经可以得到总铁回收率 3.2焙烧温度对还原铁粉指标的影响 及铁品位比较高的还原铁粉，但其中T0,质量分数都 因为在1000~1300℃之间，铁氧化物会迅速还 较高.在以煤泥为还原剂直接还原焙烧钛磁铁矿的条工程科学学报，第 38 卷，第 5 期 图 3 高炉灰用量对还原铁粉指标的影响． ( a) 高炉灰用量对还原铁粉 Fe 回收率的影响; ( b) 高炉灰用量对还原铁粉 Fe 品位的影响; ( c) 高炉灰用量对还原铁粉 TiO2质量分数的影响 Fig． 3 Influences of blast furnace dust dose on the iron recovery ( a) ，the iron grade ( b) and the TiO2 content ( c) of the reduced iron powder 原铁粉( 为方便叙述，以下分别以 JG 铁粉、JX 铁粉和 CD 铁粉代表用该高炉灰做还原剂所得还原铁粉) 的 总铁回收率最高，且随着 JX 用量的增加而提高，原因 是 JX 中固定碳质量分数最高． JG 中固定碳低于 JX， 但挥发分质量分数最高． 因为挥发分能够通过有效抑 制含铁脉石矿物的生成进而提高还原铁的铁回收 率［15］，所以 JG 铁粉的总铁回收率在高炉灰用量为 25% 时与 JX 铁粉差距并不大，但随着高炉灰用量的继 续增加，铁回收率增长幅度减小． CD 中固定碳和挥发 分质量分数最低，而灰分质量分数又最高，故其还原效 果最差． 从铁品位来看，三种高炉灰在不同用量条件下还 原铁粉的铁品位均达到 88% 以上，其中 CD 铁粉的铁 品位最高，达到了 92. 61% ． 从 TiO2质量分数来看，三种高炉灰的还原铁粉中 TiO2质量分数差距很大． 在高炉灰用量 35% 时，JX 铁 粉比 CD 铁粉中 TiO2质量分数多 0. 92 个百分点，同时 总铁回收率也高 8. 35 个百分点． 由此看出提高总铁 回收率和促进钛铁分离是相互矛盾的． 虽然在高炉灰 用量相同的条件下，固定碳质量分数高的 JX 提铁效果 较好，但是还原铁粉中 TiO2质量分数相对于其他高炉 灰也最高，所以通过增加高炉灰用量来提高总铁回收 率必然对钛铁分离效果有不利影响． 因此选取高炉灰 用量 30% 为最佳还原用量． 3. 2 焙烧温度对还原铁粉指标的影响 因为在 1000 ～ 1300 ℃ 之间，铁氧化物会迅速还 原，而钛氧化物在这个温度区间很难被还原，因此根据 3. 1 的结果，固定高炉灰用量为 30% ，在 1150 ～ 1300 ℃ 之间考察焙烧温度的影响，结果见图 4． 其他条件与 高炉灰用量实验时相同． 由图 4 可知，焙烧温度对不同高炉灰所得还原铁 粉的指标影响较大． 从总铁回收率来看，三种高炉灰 都是随着焙烧温度升高，铁回收率提高，但提高的程度 不同． JX 铁粉和 JG 铁粉的铁回收率远远高于 CD 铁 粉，而 CD 还原铁粉的铁回收率增加幅度比 JX 和 JG 大很多． 从铁品位来看，随着焙烧温度升高，三种高炉灰做 还原剂所得还原铁粉的铁品位的增长均不到 5 个百分 点，其中 JG 铁粉中的铁品位最高，CD 铁粉的铁品位增 长速度最慢． 从 TiO2质量分数来看，三种高炉灰做还原剂所得 还原铁粉的 TiO2 质量分数均随着焙烧温度升高而明 显降低，且均在 1150 ℃ 到 1250 ℃ 时降低效果明显，随 后继续升高温度，降低效果相对减缓． 其中在 1250 ℃ 时只有 CD 铁粉的 TiO2 质量分数低于 1% ，JG 铁粉的 TiO2质量分数降低幅度最小，而 JX 铁粉中 TiO2质量分 数最高，在 1300 ℃时还高达 1. 62% ． 因此综合考虑还 原铁粉指标，选取 1250 ℃为最佳焙烧温度． 3. 3 萤石用量对还原铁粉指标的影响 根据 3. 2 节研究结果，已经可以得到总铁回收率 及铁品位比较高的还原铁粉，但其中 TiO2质量分数都 较高． 在以煤泥为还原剂直接还原焙烧钛磁铁矿的条 · 216 ·