硼铁矿烧结特性基础研究

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我国硼矿资源丰富,但可供直接开发利用的硼镁石矿仅占全国总储量的8.98%,故开发复杂的硼铁矿资源已迫在眉睫。辽宁省凤城是我国特大型硼资源基地,其硼铁矿含有丰富的铁、硼、镁等元素,具有极高的综合利用价值。但是,一方面,硼铁矿中矿物种类多,结构复杂,共生关系密切,矿物属细粒不均匀嵌布,这在很大程度上限制了硼铁矿的高效应用。另一方面,硼铁矿的综合高效利用不仅可以缓解我国铁矿石富矿少、贫矿多的困境,还能充分发挥出我国硼铁矿资源的优势,可谓意义重大。鉴于硼铁矿资源的经济价值、战略意义及烧结研究空白,本课题研究了辽宁省凤城硼铁矿原料特性、烧结特性及烧结矿的冶金性能,得出以下结论:(1)硼铁矿粉共生物较多,铁品位较低,MgO含量较高,B2O3含量较低,属于低铁低硼高镁型铁精粉。结构疏松,矿粉粒度较小,比表面积较低,不易制粒,且不利于后续烧结料层的透气性。(2)硼铁矿粉的同化性温度为1200℃,同化性能良好;液相流动性指数为-0.042,较差;粘结相强度为6486N,较好;连晶强度11048N,较好。(3)对硼铁矿烧结垂直烧结速度影响排序为:碱度、配碳量、普矿配比。对成品率影响排序为:普矿配比、配碳量、碱度。对硼铁矿烧结矿转鼓强度(T)影响排序为:配碳量、普矿配比、碱度。对低温还原粉化指数RDI+3.15影响排序为:普矿配比、碱度、配碳量。单纯考虑垂直烧结速度的最优配矿方案是:碱度2.1、普矿配比30%、配碳量5%。单纯考虑成品率的最优配矿方案是:碱度1.9、普矿配比60%、配碳量5.5%。单纯考虑转鼓强度(T)的最优配矿方案是:碱度2.1、普矿配比60%、配碳量5%。单纯考虑低温还原粉化指数RDI+3.15的最优配矿方案是:碱度1.7、普矿配比60%、配碳量5%。综合考虑垂直烧结速度、成品率、转鼓强度及低温还原粉化指数,影响因素主次为:普矿配比、配碳量、碱度。最优的配矿的方案是:碱度1.7、普矿配比60%和配碳量5%。(4)对硼铁矿烧结矿透气性总特征数Sn和最大压差△Pmax影响排序为:普矿配比、碱度、配碳量;对硼铁矿烧结矿软化开始温度、熔化开始温度、滴落开始温度影响排序为:普矿配比、配碳量、碱度;对硼铁矿烧结矿软化区间和熔滴温度区间影响排序为:配碳量、碱度、普矿配比。单纯考虑透气性总特征数Sn的最优配矿方案是:碱度2.1、普矿配比60%、焦粉5%;单纯考虑最大压差△Pmax的最优配矿方案是:碱度1.9、普矿配比60%、焦粉5.5%;单纯考虑软化开始温度的最优配矿方案是:碱度1.9,普矿配比60%,配碳量5.5%;单纯考虑熔化开始温度的最优配矿方案是:碱度2.1,普矿配比60%,配碳量5.5%;单纯考虑滴落开始温度的最优配矿方案是:碱度1.9,普矿配比30%,配碳量5.5%;单纯考虑软化区间的最优配矿方案是:碱度1.9、普矿配比60%、配碳量5%;单纯考虑熔滴温度区间的最优配矿方案是:碱度1.7、普矿配比60%、配碳量5.5%。综合考虑软熔滴落特性,影响因素主次为:配碳量、普矿配比、碱度。最优的配矿的方案:为碱度2.1、普矿配比60%和配碳量5.5%。综合考虑硼铁矿烧结矿冷态冶金性能、低温还原粉化性能和软熔滴落特性,影响因素主次为:配碳量、普矿配比、碱度。综合考虑最优的配矿的方案:为碱度1.9、普矿配比60%和配碳量5.5%。(5)硼铁矿经过配料烧结、软熔滴落、渣铁分离,硼组元的迁移行为为:Mg2Fe(BO3)O2-Fe3BO6-FeB;镁组元的迁移行为为:Mg2Fe(BO3)O2/MgFe2O4-MgFe2O4/MgO-MgA12O4/MgSiO3(渣中)。
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