隨著易選鐵礦石資資源的快速消耗,如何利用各種難選鐵礦石資源成為冶金、選礦界一個迫切需要解決的難題,如高磷鮞狀鐵礦石、高鋁褐鐵礦等。另一方面,很多冶金、化工企業(yè)產(chǎn)生了大量的含鐵固廢未能得到有效的利用,如拜耳法赤泥、硫酸渣、鉛渣等,不僅浪費(fèi)了資源,而且占用耕地,對環(huán)境造成了污染。針對這些問題,研究入員采用煤基直接還原——磁選技術(shù)處理這些含鐵物料。
在這一工藝中,鐵氧化物首先被還原成金屬鐵,鐵顆粒聚集長大,然后通過磨礦、磁選回收其中的金屬鐵。這個選礦工藝所得的產(chǎn)品鐵含量可達(dá)90%以上,可以替代部分廢鋼作為電爐煉鋼原料;而且選礦設(shè)備作業(yè)全流程回收率一般在85%以上,遠(yuǎn)高于常規(guī)的選礦一冶煉流程。對于高鋁、高磷的礦石,通過調(diào)整焙燒條件、加入添加劑等手段,也能實現(xiàn)高效的脫鋁、降磷,獲得鋁、磷含量很低的金屬鐵產(chǎn)品。另外,此選礦設(shè)備生產(chǎn)工藝以非焦煤為還原劑,節(jié)約了焦煤資源,也避免了煉焦過程造成的環(huán)凌污染。
研究人員用到的還原劑涵蓋了褐煤、煙煤和無煙煤三大煤種;他們發(fā)現(xiàn)雖然煤種對還原鐵的指標(biāo)有重要影響,但是通過調(diào)整煤用量或是其他焙燒條件,采用各種煤都能獲得很好的指標(biāo)。但是,目前很少有研究關(guān)注原煤中的硫分的對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。眾所周知,原煤中都含有一定的硫分,從百分之零點幾到百分之幾不等,這些硫分可能會進(jìn)入到較終精礦中。而電爐煉鋼對原料的硫含量是有嚴(yán)格要求的,硫含量超標(biāo)會引起鋼材的熱脆。
有報道稱在鐵精礦含碳球團(tuán)的還原工藝中,約2/3以上的硫殘留在較終產(chǎn)品中,因此精礦的煤基直接還原工藝對還原劑中的硫含較有嚴(yán)格要求。對于煤基直接還原——磁選工藝而言,焙燒完之后對焙燒產(chǎn)品進(jìn)行超細(xì)磨和磁選作業(yè),如果選別過程中含硫物質(zhì)能被較好的脫除,那么該工藝可能對煤中的硫含量有更好的適應(yīng)能力。
技術(shù)人員采用幾種硫含量不同的煤作為一種難選鐵礦石的還原劑,研究了煤基直接還原——磁選機(jī)選礦工藝的脫硫能力,考察了煤中的硫分對精礦中硫含量的影響。
(1)采用煤基直接還原——磁選機(jī)技術(shù)處理難選鐵礦石,該工藝具有良好的脫硫能力,物料中的含硫物質(zhì)在焙燒后主要轉(zhuǎn)化為非磁性的FeS,經(jīng)磨礦、磁選可大部分脫除。
(2)雖然該選礦設(shè)備作業(yè)有良好的脫硫工藝,但是精礦的硫含量還是與還原劑中的硫含量密切相關(guān)。若煤中硫含量過高,得到的金屬鐵粉硫含量也高,將難以滿足電爐煉鋼對原料的要求,所以應(yīng)盡量采用低硫煤為還原劑。
(3)采用含硫2.15%的高硫煤為還原劑時,添加Ca(OH)2抑制了FeS的生成,添加Na2CO3則沒有這個作用,但是添加這兩種添加劑都沒能起到促進(jìn)脫硫的作用。