钢铁厂含锌粉尘的低温磁化焙烧试验研究.pdf

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1、第3期矿产综合利用NO．32011年6月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesJun．2011钢铁厂含锌粉尘的低温磁化焙烧试验研究尹慧超，张建良，陈永星，王传琳，杨广庆(1．中冶赛迪上海工程技术有限公司，上海200940；2．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)摘要：在实验室对高炉含锌粉尘进行了低温磁化焙烧一磁选试验研究。结果表明：采用低温磁化焙烧一磁选技术能够有效的从粉尘中提取品位较高的铁精矿，而锌主要被富集到尾矿中。焙烧温度以900~C左右为宜，焙烧时

2、间以30min左右为宜。焙烧产物采用水冷的方式冷却，可以有效防止产物的氧化。热力学研究结果表明，为了提高反应速度，可以适当提高焙烧温度。关键词：含锌粉尘；磁化焙烧；磁选中图分类号：TD989文献标识码：A文章编号：1000-6532(2011)03-0040-04表1粉尘主要化学成分／％前言TFePbZnNaKC磁化焙烧通常用于选矿¨J，是在一定温度和15．8560．9576．8000．1710．64032．400气氛下把弱磁性铁矿物(赤铁矿、褐铁矿等)变成强磁性的磁铁矿或磁性赤铁矿的过程，以方便用弱磁1．2试验

3、方法选机进行分选。但由于焙烧矿物种类不同，在焙烧将粉尘细磨成粒度一0．074mm90％以上的细时所发生的化学反应也不同，所以焙烧的原理也不粉，称取一定量的粉尘，置于刚玉坩埚内，在马弗炉同。根据焙烧原理可以分为还原焙烧、中性焙烧和中进行焙烧。试验选取不同的温度和时间作为变氧化焙烧。量。焙烧温度范围为500—900~(2，间隔为IO0~C，焙高炉含锌粉尘来自于高炉除尘系统，特点是粒烧时间分别选取30min、60min、120min。考虑到反度较小，含有较高的碳、铁、锌等有价元素，且锌易富应后的产物中仍有少量未反应的碳

4、颗粒存在，焙烧集在磁性较弱的粒子上。常见的处理和利用方式包过程未对反应物进行气氛保护，冷却阶段分别选取括-3j：返回烧结作为人炉原料；制成配碳球团在回空冷和水冷的方式。反应后产物用湿式磁选管进行转窑或转底炉中经高温还原得到金属化球团；采用分离，磁选管场强为0．1T。水力旋流器对粉尘进行湿式分级并重新利用等。本2含锌粉尘低温磁化焙烧过程的热力学研究是利用含锌粉尘中的自含碳，在较低的温度下对粉尘进行磁化焙烧，通过磁选的方式，得到铁高锌在本试验中，含锌粉尘中的自含碳是焙烧的主低的精矿和富锌尾矿。要还原剂。磁化焙烧过程可

5、能会发生如下反应：C+CO2=2C0(1)1试验△rG。=一162790+167．86T1．1试验原料1／4Fe3O4+CO=3／4Fe+CO2(2)△rG。=一6280+5．73T本试验采用的含锌粉尘来自于某钢铁厂的高炉布袋灰，未添加还原剂。高炉布袋灰主要化学成分Fe3O4+CO=3FeO+CO2(3)△rG。=33260—41．34T如表l所示。收稿日期：2010．11-26基金项目：国家科技支撑计划项目资助(2006BAE03A01)作者简介：尹慧超(1982一)，男，博士研究生，主要从事钢铁冶金设计工作。

6、第3期尹慧超等：钢铁厂含锌粉尘的低温磁化焙烧试验研究·41·FeO+CO=Fe+CO2(4)下均为负，即使在CO浓度很低的情况下，反应也很／XrG。=一19460+21．42T容易发生。但是在有剩碳存在的情况下，提高反应3Fe2O3+CO=2FeO4+CO2(5)温度，将提高体系平衡时CO的平衡浓度，有利于提△rG。=一28870—56．415T高反应(5)的反应速度。因为经过焙烧后，产物中仍有剩碳，所以当反应试验选取的温度范围为500～900oC，在这个温达到平衡时，碳的气化反应(1)决定了体系中的CO度下Zn

7、O+C=Zn+CO和ZnO+CO=Zn+CO2不浓度。根据反应(1)一(4)平衡时的气相成分与温易发生，所以锌及锌的化合物仍然保留在经过焙烧度的关系，可画出图1所示的铁氧化物还原平衡图。的产物中，之后通过磁选将焙烧后产物中强磁性的由于反应(5)非常容易发生，平衡时CO浓度接近于精矿和弱磁性的富锌尾矿分开。0，所以在图1中没有表现出来。3试验结果及分析3．1焙烧温度的影响设定焙烧时间为30min，分别在不同温度下对含锌粉尘进行焙烧，产物经水冷后进行磁选，其试验结果见图2、图3。图1铁氧化物的还原平衡图a点(675o

8、C)和b点(737℃)分别是反应(1)与反应(3)、(4)的交点。当温度大于b点的温度时，体系的CO平衡浓度大于反应(4)平衡时的浓度，所以反应(4)会继续向右进行，最终稳定的产物为Fe。也就是说，在b点右侧的温度段，是Fe的稳定存在图2精矿选别指标与磁化焙烧温度的关系区。在a点和b点之间，CO平衡浓度小于反应(4)平衡时的浓度，但是大于反应(3)平衡时的浓度，所以反应(