·96· 北京科技大学学报 第36卷 加反而降低.分析原因是熔化后的灰分包裹未反应 95r 的铁氧化物，阻止铁氧化物的还原，使得部分铁以铁 氧化物形式滞留于渣中.综合分析可得合适的C/0 90 为1.2. 85 2.3温度对铁回收率的影响 硫酸渣含碳球团还原熔分时，传热过程为辐射 80 传热.因此，首先在含碳球团表面发生还原熔化形 75 成一个金属壳，防止球团内部直接还原产生的C0 1350137514001425145014751500 逸出，使得铁氧化物在金属壳内迅速还原。还原后 温度℃ 的铁渗碳，在高温条件下聚集长大，利用表面张力与 图8铁回收率随温度变化 渣有效的分离.若温度较低，球团熔化速度很低甚 Fig.8 Effect of roasting temperature on iron recovery rate 至不能熔化，渣流动性差，渣、铁分离困难.当温度 分时间不同对渣物相的影响.随着熔分时间及铁回 较高时，渣、铁流动性好，黏度低，有较好的熔分动力 收率的增加，渣中Fe相大幅度降低.由此表明，熔 学条件，但温度过高易造成能源浪费。在碱度为 分时间的研究是重要的，时间短，大量金属铁未来得 1.0,配碳量为1.2，熔分时间为20min时，铁回收率 及进入珠铁而滞留于渣相 随温度变化如图8所示.温度从1375℃升高到 95 1450℃，铁回收率由74.6%提高到93.1%：继续升 乡 高温度，铁回收率趋于平稳.因此，综合考虑铁回收 85 率及能源消耗，选择1450℃作为合适的还原熔分 温度 75 在温度较低时，还原熔分得到的珠铁颗粒细小， 70 随着温度的升高，珠铁粒径逐渐增大，当达到1450 65 ℃时，经过20min熔分后，铁聚集为一块. 10 15202530 95 时间/min 90 图9铁回收率随时间变化 Fig.9 Effect of roasting time on the iron recovery rate 85 120030min5 1-Fe 80 2-Fe0 900 3-fe0 75 4-FeSiO 600 5-Fe,Si0 70 300 65 0.80.91.011213141.5 1500 C/O 1200 图7铁回收率随配碳量变化 900 Fig.7 Effect of C/O on the iron recovery rate 600 300 2.4时间对铁回收率的影响 0 在碱度为1.0，配碳量为1.2，温度为时1450℃ 10 20 30405060708090 28/ 时，铁回收率随时间变化如图9所示.铁回收率随 图10不同熔分时间下渣的X射线衍射谱 熔分时间的延长逐渐增大，熔分时间从5min增长 Fig.10 XRD patterns of slags with different smelting time 到20min过程中，铁回收率随时间的延长而增大， 当时间继续增长到30min时，回收率保持稳定.还 2.5熔分过程中硫元素的行为分析 原熔分时间短则回收率低，浪费铁矿资源，但时间过 由原料成分及加入量可知，含碳球团中的硫来 长导致生产效率低，能源浪费严重，因此还原熔分时 自硫酸渣和煤粉，其中硫酸渣带入的硫最多，其余主 间以20min为宜. 要来自煤粉，这与其他普通的煤基直接换还原铁矿 熔分时间不同，渣物相变化，如图10所示为熔 存在差异.在配碳量为1.2，温度为1450℃，熔分时北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 加反而降低． 分析原因是熔化后的灰分包裹未反应 的铁氧化物，阻止铁氧化物的还原，使得部分铁以铁 氧化物形式滞留于渣中． 综合分析可得合适的 C /O 为 1. 2． 2. 3 温度对铁回收率的影响 硫酸渣含碳球团还原熔分时，传热过程为辐射 传热． 因此，首先在含碳球团表面发生还原熔化形 成一个金属壳，防止球团内部直接还原产生的 CO 逸出，使得铁氧化物在金属壳内迅速还原． 还原后 的铁渗碳，在高温条件下聚集长大，利用表面张力与 渣有效的分离． 若温度较低，球团熔化速度很低甚 至不能熔化，渣流动性差，渣、铁分离困难． 当温度 较高时，渣、铁流动性好，黏度低，有较好的熔分动力 学条件，但温度过高易造成能源浪费． 在碱度为 1. 0，配碳量为 1. 2，熔分时间为 20 min 时，铁回收率 随温度变化如图 8 所示． 温 度 从 1375 ℃ 升 高 到 1450 ℃，铁回收率由 74. 6% 提高到 93. 1% ; 继续升 高温度，铁回收率趋于平稳． 因此，综合考虑铁回收 率及能源消耗，选择 1450 ℃ 作为合适的还原熔分 温度． 在温度较低时，还原熔分得到的珠铁颗粒细小， 随着温度的升高，珠铁粒径逐渐增大，当达到 1450 ℃时，经过 20 min 熔分后，铁聚集为一块． 图 7 铁回收率随配碳量变化 Fig． 7 Effect of C/O on the iron recovery rate 2. 4 时间对铁回收率的影响 在碱度为 1. 0，配碳量为 1. 2，温度为时 1450 ℃ 时，铁回收率随时间变化如图 9 所示． 铁回收率随 熔分时间的延长逐渐增大，熔分时间从 5 min 增长 到 20 min 过程中，铁回收率随时间的延长而增大， 当时间继续增长到 30 min 时，回收率保持稳定． 还 原熔分时间短则回收率低，浪费铁矿资源，但时间过 长导致生产效率低，能源浪费严重，因此还原熔分时 间以 20 min 为宜． 熔分时间不同，渣物相变化，如图 10 所示为熔 图 8 铁回收率随温度变化 Fig． 8 Effect of roasting temperature on iron recovery rate 分时间不同对渣物相的影响． 随着熔分时间及铁回 收率的增加，渣中 Fe 相大幅度降低． 由此表明，熔 分时间的研究是重要的，时间短，大量金属铁未来得 及进入珠铁而滞留于渣相． 图 9 铁回收率随时间变化 Fig． 9 Effect of roasting time on the iron recovery rate 图 10 不同熔分时间下渣的 X 射线衍射谱 Fig． 10 XＲD patterns of slags with different smelting time 2. 5 熔分过程中硫元素的行为分析 由原料成分及加入量可知，含碳球团中的硫来 自硫酸渣和煤粉，其中硫酸渣带入的硫最多，其余主 要来自煤粉，这与其他普通的煤基直接换还原铁矿 存在差异． 在配碳量为 1. 2，温度为 1450 ℃，熔分时 ·96·