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粘結(jié)劑對高鐵尾礦含碳球團(tuán)強(qiáng)度的影響

[ 發(fā)布日期:2022-08-02 點(diǎn)擊:1454 來源:洛陽凱正環(huán)保工藝設(shè)備有限公司 【打印此文】 【關(guān)閉窗口】]

由于尾礦粒度很細(xì),所以原尾礦進(jìn)行壓球之后再直接還原焙燒更合理。為考察高鐵尾礦用含碳球團(tuán)直接還原焙燒回收鐵的可能性,本文重點(diǎn)研究了不同粘結(jié)劑對該高鐵尾礦含碳球團(tuán)生球強(qiáng)度及高溫強(qiáng)度的影響。

1 、試驗(yàn)原料及性質(zhì)

試驗(yàn)所用原料為高鐵尾礦,全鐵品位為 32.87%。試驗(yàn)主要添加劑為內(nèi)配煤和粘結(jié)劑。內(nèi)配煤水分11.77%,灰分19.90%,揮發(fā)分28.18%,固定碳 51.92%,破碎至 1 mm。

2 、試驗(yàn)方法

將原礦、內(nèi)配煤及粘結(jié)劑按一定質(zhì)量混勻,再添加一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水?dāng)嚢杌靹蚝?,?jīng)對輥壓球機(jī)壓制得到含碳球團(tuán)。進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):a. 高溫強(qiáng)度測定。B.生球強(qiáng)度測定:包括濕球和晾干后球團(tuán)的落下次數(shù)和抗壓強(qiáng)度。

在確定球團(tuán)粘結(jié)劑后,對球團(tuán)進(jìn)行直接還原焙燒-磨礦弱磁選試驗(yàn),得到終直接還原鐵產(chǎn)品。

3 、試驗(yàn)結(jié)果

3.1 不同粘結(jié)劑對球團(tuán)生球強(qiáng)度的影響

取一定量的原礦配入 20% 的內(nèi)配煤、適量的水以及不同種類的粘結(jié)劑進(jìn)行壓球試驗(yàn),結(jié)果見表 1。

1 單一粘結(jié)劑時(shí)球團(tuán)配比及生球強(qiáng)度

代號

水量%

粘結(jié)劑

粘結(jié)劑用量%

濕球落下次數(shù)(次·50cm-1)

濕球抗壓強(qiáng)度/N

干球落下次數(shù)(次·50cm-1)

干球抗壓強(qiáng)度/N

P1

14.4

CMC

0.4

4.2

40.56

4.2

191.8

P2

2.7

糖漿

15

3.0

23.44

20

730.00

P3

15.6

淀粉

10

3.2

47.00

6.7

142.8

P4

13

膨潤土

10

7.6

43.78

5.5

186.00

P5

11.7

水玻璃

10

1.8

18.8

1.7

45.52

P6

15.6

耐火水泥

10

1.0

30.00

1.0

20.5

P7

15.6

標(biāo)準(zhǔn)水泥

10

1.5

47.90

4.5

146.00

由表 1 可知CMC 對提高球團(tuán)生球落下和抗壓強(qiáng)度作用為顯著,且用量僅為原礦的0.4%;其次為膨潤土和可溶性淀粉,在其用量為原礦 10% 時(shí),生球強(qiáng)度基本達(dá)到要求;其他粘結(jié)劑效果未達(dá)到要求。

3.2 復(fù)合粘結(jié)劑對球團(tuán)生球強(qiáng)度的影響

分別嘗試使用不同配比的 CMC 和糖漿、標(biāo)準(zhǔn)水泥、膨潤土以及糖漿和膨潤土作為復(fù)合粘結(jié)劑進(jìn)行壓球試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表 2

2 使用復(fù)合粘結(jié)劑時(shí)球團(tuán)性能

代號

水量%

粘結(jié)劑及粘結(jié)劑用量%

濕球落下次數(shù)(次·50cm-1)

濕球抗壓強(qiáng)度/N

干球落下次數(shù)(次·50cm-1)

干球抗壓強(qiáng)度/N

P8

12

0.4%CMC+8%糖漿

7.6

31.8

20

511.8

P9

15.4

0.4%CMC+8%標(biāo)準(zhǔn)水泥

3.7

63.67

3.0

164.9

P10

15.0

0.4%CMC+5%膨潤土

9.4

41.88

13.0

181.00

P11

15.4

0.4%CMC+8%膨潤土

10.6

45.68

14.3

222.2

P12

12.5

5%糖漿5%膨潤土

4.6

22.56

20

248.57

3.3焙燒對球團(tuán)強(qiáng)度的影響

        根據(jù)上述研究結(jié)果,選取強(qiáng)度符合要求的球團(tuán)P1、P2、P4、P8、P10、P11 及 P12 測定其高溫強(qiáng)度,其結(jié)果如圖 1 所示。不同配比粘結(jié)劑在高溫焙燒過程中強(qiáng)度變化趨勢基本一致,在焙燒初期球團(tuán)抗壓強(qiáng)度降低, 后期球團(tuán)強(qiáng)度又逐漸提高。


 綜合之前的結(jié)果可以得出,從能耗及焙燒礦品位方面考慮,應(yīng)在保證球團(tuán)質(zhì)量的同時(shí)盡量降低添加劑用量,故采用0.4% CMC 8%膨潤土為該礦的粘結(jié)劑。

      3.4球團(tuán)孔隙率對球團(tuán)強(qiáng)度的影響

      如圖2所示,含碳球團(tuán)的孔隙率隨焙燒時(shí)間延長先升高后降低,結(jié)合對氧化球團(tuán)還原過程強(qiáng)度的變化研究 ,含碳球團(tuán)焙燒初期強(qiáng)度的急速降低是由球團(tuán)內(nèi)部孔隙率的增大引起的。



       3.5球團(tuán)的直接還原焙燒磁選試驗(yàn)

確定球團(tuán) P11 為配方后,對其進(jìn)行直接還原焙燒-磁選試驗(yàn)。無粘結(jié)劑球團(tuán)作為對照試驗(yàn),考察粘結(jié)劑對球團(tuán)直接還原焙燒磁選的影響。從圖3 可以看出,兩種球團(tuán)隨焙燒時(shí)間的變化趨勢基本一致,隨著焙燒時(shí)間的延長,直接還原鐵產(chǎn)品品位變化不大;回收率呈先升高后緩慢降低的趨勢。



4 、結(jié) 論

1) 當(dāng)使用單一粘結(jié)劑時(shí),CMC、膨潤土對生球強(qiáng)度提高作用效果較佳;糖漿對球團(tuán)干球強(qiáng)度的提高作用效果顯著。

2)使用復(fù)合粘結(jié)劑時(shí),該礦復(fù)合粘結(jié)劑配比為:0. 4%CMC +8%膨潤土。

3) 不同粘結(jié)劑的球團(tuán)干球抗壓強(qiáng)度相差較大,但在高溫焙燒時(shí)強(qiáng)度變化趨勢基本一致,在焙燒初期 02 min 時(shí)球團(tuán)抗壓強(qiáng)度快速降低, 4 8 min 時(shí)球團(tuán)強(qiáng)度逐漸提高。

4) 含碳球團(tuán)焙燒初期 0 2 min 時(shí)強(qiáng)度的降低是由球團(tuán)內(nèi)部孔隙率的增大引起的;5 8 min 時(shí)由于球團(tuán)內(nèi)部鐵相的生成,鐵顆粒相互粘結(jié)使得球團(tuán)抗壓強(qiáng)度提高。

5) 使用粘結(jié)劑配比造球后,進(jìn)行了直接還原焙燒磁選試驗(yàn),在焙燒溫度為 1200℃,焙燒時(shí)間為100 min 條件下可得到全鐵品位 95.64%,回收率88. 42%的直接還原鐵。