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润磨强化硫酸渣制备氧化球团的技术及机理研究

周晓青  
【摘要】: 硫酸渣作为制取硫酸后的工业废渣,其存放会占用大量良田,并使土地酸化,污染水源,危害动植物生长,对环境危害极大,同时也造成其所含丰富的铁资源浪费。然而硫酸渣中的铁资源对改变我国铁矿资源不足,长期依赖进口的现状具有重大利用价值。随着生产技术与设备的不断进步,生产硫酸后所得的硫酸渣铁品位得到进一步提高,为硫酸渣直接用于生产球团提供了可能。本文针对铁品位高于60%的硫酸渣,直接用于生产氧化球团进行了研究,比较了其与天然铁矿的差异,并对其造球与焙烧特性及润磨的强化作用进行了探讨。 硫酸渣造球性能研究表明:硫酸渣造球所得生球强度差,水分高,无法满足工业要求。润磨是改善硫酸渣生球强度,降低膨润土用量及生球水分的有效手段。陕西和郑州硫酸渣在润磨4min、配加山西钠土1.0%的条件下可得落下强度分别为3.7次/0.5m和3.9次/0.5m,抗压强度分别为15.61N/个和15.60N/个,爆裂温度分别为575℃和大于600℃,生球水分分别为13.40%和13.18%的生球;焦作硫酸渣在润磨6min、配加山西钠土1.6%的条件下可得落下强度为3.0次/0.5m,抗压强度10.74N/个,爆裂温度584℃,生球水分13.06%的生球。 硫酸渣焙烧性能研究表明:润磨也有助于改善硫酸渣球团的焙烧性能。陕西和郑州硫酸渣润磨4min,预热温度950℃、时间10min,焙烧温度1150℃、时间10min,球团强度可达到3230N/个和2869N/个;焦作硫酸渣润磨6min,预热温度975℃、时间10min,焙烧温度1150℃、时间10min,球团强度可达到3046N/个。在焙烧温度1150~1200℃,硫酸渣球团便能获得较好的强度,较常规磁铁精矿球团的焙烧温度要低100℃左右,这对于节能降耗有重要意义。 润磨强化硫酸渣球团质量机理研究表明:(1)润磨能改善硫酸渣的粒度组成、颗粒形貌、比表面积,同时润磨破坏硫酸渣颗粒的蜂窝状结构,使生球的结构更加紧密,毛细孔含量减少,孔隙率大幅降低,从而使硫酸渣生球的强度显著提高,生球水分显著降低。(2)硫酸渣为工艺矿石,反应活性优于天然铁矿。润磨使颗粒的表面能得到提高,反应的活性增强;也使球团结构更加紧密,颗粒之间接触点增多,有利于质点扩散,显微结构表明硫酸渣球团润磨之后要比润磨之前结晶效果要好,且颗粒与颗粒之间能发生扩散,形成片状赤铁矿集合体,所以润磨使硫酸渣球团的焙烧性能达到改善,其在温度较低时获得较好的物理强度。(3)热力学研究表明,硫酸渣中黄铁矿在1000℃以下,能基本被氧化,脱硫效果显著。同时氧化放出的热量对于球团的焙烧固结有很大促进作用。 硫酸渣经过润磨之后,其生球质量和成品球物理强度、化学成分、冶金性能均能满足生产要求,这具有重要的经济效益和环保意义,为硫酸渣用于生产氧化球团提供了依据。


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