第6期 何洋等：赤铁矿石隧道窑直接还原助还原剂的作用及机理 ·627· 88.53%,回收率为87.27%.若焙烧时间继续延长， 89 会使焙烧过程能耗增大，增加生产成本，降低生产效 88 率.因此焙烧时间为8h较好. 铁品位 2.3还原剂煤用量 87 焙烧温度1200℃，焙烧时间8h,煤用量分别为 86 铁回收率 15%、20%、25%和30%，其他试验条件不变，试验 结果见图3.从图中可以看出，铁精矿的品位在煤用 量25%时达到最大为89.01%，回收率在煤用量 84 20%时达到最大为88.33%.当煤用量15%~20% 10 15 20 25 CCO州量 时，铁精矿的品位和回收率随煤用量的增大都有所 图4助还原剂CC0用量对直接还原培烧效果的影响 提高.当煤用量20%~30%时，铁精矿的品位和回 Fig.4 Effect of CCO dosage on the direct reduction roasting 收率变化趋于平缓.每台窑车所装载混合物料体积 一定，当还原剂用量大时，单位时间内铁矿石的生产 率都有所提高.NCP用量10%时，精矿铁品位达 能力就会降低.因此选择还原剂煤用量为20% 93.23%,回收率达94.77%.基于生产成本和铁矿 较好. 石生产能力等方面因素的考虑，助还原剂NCP用量 90 为5%较好 89 号 铁品位 94 ● 解88 铁可收率 铁可收率 87 铁品位 92 86 91 85 90 15 20 25 还原剂煤用量你 89 56789101 图3还原剂煤用量对直接还原焙烧效果的影响 NCP州量% Fig.3 Effect of coal dosage on the direct reduction roasting 图5助还原剂NCP用量对直接还原焙烧效果的影响 Fig.5 Effect of NCP dosage on the direct reduction roasting 2.4助还原剂CC0用量 焙烧温度1200℃，焙烧时间8h,煤用量20%， 2.6焙烧矿磨矿磁选 CC0用量分别为10%、15%、20%和25%，其他试验 以上试验可确定铁矿石隧道窑直接还原焙烧的 条件不变，试验结果见图4.从图中可以看出当 最佳工艺条件为：焙烧温度1200℃，焙烧时间8h, CC0用量由10%增加到15%时，铁精矿的品位和回 煤用量20%，CC0用量15%，NCP用量5%.磨矿 收率都有所提高，CC0用量15%时铁精矿的品位为 和磁选条件对铁精矿品位和回收率的影响较大，因 88.29%,回收率为88.51%.当CC0用量由15%增 此进行焙烧矿磨矿磁选试验.为实现早解离、早抛 加到25%时，铁精矿的品位和回收率无明显变化. 尾及早回收的原则，设计两段磨矿磁选流程.第一 CC0主要成分为一种碳酸盐，在还原反应初期受热 段磨矿细度为-0.147mm占77.53%，第二段磨矿 分解，可为反应系统提供气体碳源，使还原反应快速 细度为-0.074mm占65.74%，两段磁选的磁场强 启动，但大量添加时对铁精矿产品的质量提高有限. 度为100kA·m时可得质量最好铁精矿.按所确定 因此助还原剂CC0用量为15%较好. 的最佳条件进行稳定生产7d,每天白天晚上随机各 2.5助还原剂NCP用量 取一窑车样品进行磨矿磁选，7d样品的平均值作为 焙烧温度1200℃，焙烧时间8h,煤用量20%， 最终指标，铁精矿品位92.61%，铁精矿回收率 CC0用量15%，NCP用量分别为3%、5%、8%和 92.38%,取得了较好的效果.最终铁精矿化学多元 10%,其他试验条件不变，试验结果见图5.从图中 素分析结果见表2.铁精矿所含有害杂质较低，可作 可以看出随着NCP用量的增加，铁精矿品位和回收 为电炉炼钢原料或转炉炼钢的冷却剂使用.第 6 期 何 洋等: 赤铁矿石隧道窑直接还原助还原剂的作用及机理 88. 53% ，回收率为 87. 27% ． 若焙烧时间继续延长， 会使焙烧过程能耗增大，增加生产成本，降低生产效 率． 因此焙烧时间为 8 h 较好． 2. 3 还原剂煤用量 焙烧温度 1 200 ℃，焙烧时间 8 h，煤用量分别为 15% 、20% 、25% 和 30% ，其他试验条件不变，试验 结果见图 3． 从图中可以看出，铁精矿的品位在煤用 量 25% 时达到最大为 89. 01% ，回收率 在 煤 用 量 20% 时达到最大为 88. 33% ． 当煤用量 15% ～ 20% 时，铁精矿的品位和回收率随煤用量的增大都有所 提高． 当煤用量 20% ～ 30% 时，铁精矿的品位和回 收率变化趋于平缓． 每台窑车所装载混合物料体积 一定，当还原剂用量大时，单位时间内铁矿石的生产 能力 就 会 降 低． 因此选择还原剂煤用量为 20% 较好． 图 3 还原剂煤用量对直接还原焙烧效果的影响 Fig． 3 Effect of coal dosage on the direct reduction roasting 2. 4 助还原剂 CCO 用量 焙烧温度 1 200 ℃，焙烧时间 8 h，煤用量 20% ， CCO 用量分别为 10% 、15% 、20% 和 25% ，其他试验 条件不变，试 验 结 果 见 图 4． 从图中可以看出当 CCO 用量由 10% 增加到 15% 时，铁精矿的品位和回 收率都有所提高，CCO 用量 15% 时铁精矿的品位为 88. 29% ，回收率为 88. 51% ． 当 CCO 用量由 15% 增 加到 25% 时，铁精矿的品位和回收率无明显变化． CCO 主要成分为一种碳酸盐，在还原反应初期受热 分解，可为反应系统提供气体碳源，使还原反应快速 启动，但大量添加时对铁精矿产品的质量提高有限． 因此助还原剂 CCO 用量为 15% 较好． 2. 5 助还原剂 NCP 用量 焙烧温度 1 200 ℃，焙烧时间 8 h，煤用量 20% ， CCO 用量 15% ，NCP 用量分别为 3% 、5% 、8% 和 10% ，其他试验条件不变，试验结果见图 5． 从图中 可以看出随着 NCP 用量的增加，铁精矿品位和回收 图 4 助还原剂 CCO 用量对直接还原焙烧效果的影响 Fig． 4 Effect of CCO dosage on the direct reduction roasting 率都有所提高． NCP 用量 10% 时，精矿铁品位达 93. 23% ，回收率达 94. 77% ． 基于生产成本和铁矿 石生产能力等方面因素的考虑，助还原剂 NCP 用量 为 5% 较好． 图 5 助还原剂 NCP 用量对直接还原焙烧效果的影响 Fig． 5 Effect of NCP dosage on the direct reduction roasting 2. 6 焙烧矿磨矿磁选 以上试验可确定铁矿石隧道窑直接还原焙烧的 最佳工艺条件为: 焙烧温度 1 200 ℃，焙烧时间 8 h， 煤用量 20% ，CCO 用量 15% ，NCP 用量 5% ． 磨矿 和磁选条件对铁精矿品位和回收率的影响较大，因 此进行焙烧矿磨矿磁选试验． 为实现早解离、早抛 尾及早回收的原则，设计两段磨矿磁选流程． 第一 段磨矿细度为 － 0. 147 mm 占 77. 53% ，第二段磨矿 细度为 － 0. 074 mm 占 65. 74% ，两段磁选的磁场强 度为 100 kA·m － 1 时可得质量最好铁精矿． 按所确定 的最佳条件进行稳定生产 7 d，每天白天晚上随机各 取一窑车样品进行磨矿磁选，7 d 样品的平均值作为 最终 指 标，铁 精 矿 品 位 92. 61% ，铁 精 矿 回 收 率 92. 38% ，取得了较好的效果． 最终铁精矿化学多元 素分析结果见表 2． 铁精矿所含有害杂质较低，可作 为电炉炼钢原料或转炉炼钢的冷却剂使用． ·627·