·626* 北京科技大学学报 第34卷 验，考察还原焙烧温度、还原焙烧时间和煤用量以及 为原矿).表1为原矿化学多元素分析结果.可以 助还原剂用量等影响因素对还原效果的影响，从而 看出，原矿全铁品位仅为29.88%，属于低品位铁矿 得到全铁品位大于90%、铁回收率大于85%的铁精 石.主要杂质为SiO2、A山，0，和Mg0.从图1原矿X 矿.文中还对添加的助还原剂在赤铁矿石直接还原 射线衍射图可知，原矿含铁矿物主要为赤铁矿，脉石 过程中所起作用及机理进行了讨论 矿物主要为石英、叶蛇纹石和高岭石.赤铁矿主要 1原料性质和试验方法 粒度介于0.013~0.053mm之间，与石英等脉石矿 物紧密共生.在实验室条件下，对原矿进行强磁选、 1.1原料性质 强磁一反浮选和强磁一正磁选试验，均未取得理想选 试验所用铁矿石为内蒙古某赤铁矿石（以下称 矿指标。 表1原矿化学多元素分析结果（质量分数） Table 1 Multielement analysis result of the raw ore % TFe Si02 AL203 Cao Mgo Na20 K20 TiO, MnO 29.88 38.69 4.37 2.95 4.34 0.46 0.31 0.37 3.88 0.069 0.65 烧矿进行磨矿、磁选.磁选的磁性产品称为铁精矿， 3500 1一石英 非磁性产品称为尾矿 3000 b一赤铁矿 c一叶蛇纹石 2500 小一高岭石 2试验结果与讨论 2000 2.1还原焙烧温度 煤用量30%，CC0用量15%，焙烧时间4h,磨 矿细度-0.074mm占80%，磁场强度100kA·m-1, ac h 考察不同焙烧温度(1050、1100、1150和1200℃) 500 对结果的影响.试验结果见图2.从图中可以看出， 10 20 30 4050607080 90100 随着焙烧温度的升高，铁精矿的品位和回收率都明 20M) 显提高，当温度提高到1200℃时，铁精矿的品位可 图1原矿X射线衍射谱 以提高到82.84%，回收率为81.80%.试验过程中 Fig.I XRD pattern of the raw ore 发现，温度过高会造成焙烧矿出现熔融现象，对还原 罐造成侵蚀，因此焙烧温度为1200℃较好. 对试验所用还原剂煤作煤质分析，各成分质量 分数为：固定碳52.42%，灰分30.39%（硫 85 5.50%),挥发分13.43%，水分3.76%.此煤含硫 75 铁品位 较高，属于高硫烟煤.助还原剂CC0为一种无机矿 70 物质，助还原剂NCP为一种无机盐 65 铁回收率 1.2试验设备与方法 60 55 试验所用隧道窑为发生炉煤气隧道窑，总长80 50 m,宽1.6m,窑高（拱顶)2.17m,拱高0.19m,拱顶 到窑车面1.45m,拱脚到窑车面1.26m.从窑头算 40 1050 1100 1150 1200 起，预热段26.5m,加热段28.5m,冷却段25m.窑 焙烧保温温度(： 车表面积为1.5m×1.5m. 图2焙烧温度对直接还原焙烧效果的影响 原矿破碎至-15mm,煤破碎至-10mm.试验 Fig.2 Effect of roasting temperature on the direct reduction roasting 流程：将原矿、煤、CCO和NCP(添加时)按照一定比 2.2还原焙烧时间 例混匀后装入外形尺寸为中240mm×480mm和 焙烧温度为1200℃，其他试验条件不变，不同 中240mm×380mm的圆筒形高铝黏土还原罐中.将 焙烧时间(4、6和8)的试验结果说明随着焙烧时 还原罐按一定形式摆放在窑车上，推进隧道窑进行 间的延长，铁精矿的品位和回收率都明显提高，当时 焙烧，每辆台车原矿的装载量为1t.对出窑后的焙 间延长到8h时，铁精矿的品位可以提高到北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 验，考察还原焙烧温度、还原焙烧时间和煤用量以及 助还原剂用量等影响因素对还原效果的影响，从而 得到全铁品位大于 90% 、铁回收率大于 85% 的铁精 矿． 文中还对添加的助还原剂在赤铁矿石直接还原 过程中所起作用及机理进行了讨论． 1 原料性质和试验方法 1. 1 原料性质 试验所用铁矿石为内蒙古某赤铁矿石( 以下称 为原矿) ． 表 1 为原矿化学多元素分析结果． 可以 看出，原矿全铁品位仅为 29. 88% ，属于低品位铁矿 石． 主要杂质为 SiO2、Al2O3和 MgO． 从图 1 原矿 X 射线衍射图可知，原矿含铁矿物主要为赤铁矿，脉石 矿物主要为石英、叶蛇纹石和高岭石． 赤铁矿主要 粒度介于 0. 013 ～ 0. 053 mm 之间，与石英等脉石矿 物紧密共生． 在实验室条件下，对原矿进行强磁选、 强磁--反浮选和强磁--正磁选试验，均未取得理想选 矿指标． 表 1 原矿化学多元素分析结果( 质量分数) Table 1 Multielement analysis result of the raw ore % TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O TiO2 MnO S P 29. 88 38. 69 4. 37 2. 95 4. 34 0. 46 0. 31 0. 37 3. 88 0. 069 0. 65 图 1 原矿 X 射线衍射谱 Fig． 1 XRD pattern of the raw ore 对试验所用还原剂煤作煤质分析，各成分质量 分 数 为: 固 定 碳 52. 42% ，灰 分 30. 39% ( 硫 5. 50% ) ，挥发分 13. 43% ，水分 3. 76% ． 此煤含硫 较高，属于高硫烟煤． 助还原剂 CCO 为一种无机矿 物质，助还原剂 NCP 为一种无机盐． 1. 2 试验设备与方法 试验所用隧道窑为发生炉煤气隧道窑，总长 80 m，宽 1. 6 m，窑高( 拱顶) 2. 17 m，拱高 0. 19 m，拱顶 到窑车面 1. 45 m，拱脚到窑车面 1. 26 m． 从窑头算 起，预热段 26. 5 m，加热段 28. 5 m，冷却段 25 m． 窑 车表面积为 1. 5 m × 1. 5 m． 原矿破碎至 － 15 mm，煤破碎至 － 10 mm． 试验 流程: 将原矿、煤、CCO 和 NCP( 添加时) 按照一定比 例混匀后装入外形尺寸为 240 mm × 480 mm 和 240 mm × 380 mm 的圆筒形高铝黏土还原罐中． 将 还原罐按一定形式摆放在窑车上，推进隧道窑进行 焙烧，每辆台车原矿的装载量为 1 t． 对出窑后的焙 烧矿进行磨矿、磁选． 磁选的磁性产品称为铁精矿， 非磁性产品称为尾矿． 2 试验结果与讨论 2. 1 还原焙烧温度 煤用量 30% ，CCO 用量 15% ，焙烧时间 4 h，磨 矿细度 － 0. 074 mm 占 80% ，磁场强度 100 kA·m － 1 ， 考察不同焙烧温度( 1 050、1 100、1 150 和 1 200 ℃ ) 对结果的影响． 试验结果见图 2． 从图中可以看出， 随着焙烧温度的升高，铁精矿的品位和回收率都明 显提高，当温度提高到 1 200 ℃ 时，铁精矿的品位可 以提高到 82. 84% ，回收率为 81. 80% ． 试验过程中 发现，温度过高会造成焙烧矿出现熔融现象，对还原 罐造成侵蚀，因此焙烧温度为 1 200 ℃较好． 图 2 焙烧温度对直接还原焙烧效果的影响 Fig． 2 Effect of roasting temperature on the direct reduction roasting 2. 2 还原焙烧时间 焙烧温度为 1 200 ℃，其他试验条件不变，不同 焙烧时间( 4、6 和 8 h) 的试验结果说明随着焙烧时 间的延长，铁精矿的品位和回收率都明显提高，当时 间 延 长 到 8 h 时，铁 精 矿 的 品 位 可 以 提 高 到 ·626·