高品位赤泥在冶金领域的应用.docx

高品位赤泥在冶金领域的应用

高品位赤泥在冶金领域的应用高品位赤泥在冶金领域的应用【摘要】本文介绍了高品位赤泥冷固压球后在炼钢、炼铁过程及赤泥还原铁在炼钢过程的应用实践，拓展了赤泥的应用的领域。【关键词】赤泥;冶金;循环利用1引言赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的固体废渣，每生产1吨氧化铝，大约产生赤泥0.8～2.0吨，预计到2015年，世界累计堆存量将达3.5亿吨。目前，我国赤泥的综合利用率只有约4%。赤泥陆地堆放，占用农田，污染水系，干燥后随风飘扬，又污染大气。赤泥的综合利用是一项世界性难题，随着全球环保意识的增强，已经成为严重制约着氧化铝工业的可持续发展的问题。随着赤泥存量不断增长，对其作为二次资源在冶金领域循环利用，突破了赤泥在冶金行业的应用瓶颈，减少了赤泥储存耕地的占用和对环境的污染。2赤泥冷固压球2.1对原料的要求原料选用经磁选后含铁品位较高的赤泥，成分范围见表1表1高品位赤泥成分(%)TFeSiO2PS水分≥50≤9.0≤0.07≤0.05≤152.2赤泥冷固压球工艺流程赤泥晾晒：在干燥通风的环境中晾晒1～3天，至赤泥含水量小于等于5%;配料时加入1～4%的N型粘结剂，混料时加入2～6%的P型粘结剂。赤泥炼铁用冷固球配料时加入10～30%的氧化铁皮提高品位，以满足炼铁的需要。赤泥冷固球生产还原铁，球配料时加入10～30%的氧化铁粉、还原煤及添加剂。2.3赤泥冷固球压制压制采用中压压制煤球用压球机，针对压制赤泥的特殊性，对其混料、布料、液压等系统进行改造，以适用压制赤泥氧化铁球。新压制的赤泥氧化铁球水分为6～12%，要保证在运输过程中不能摔碎，经过200℃，1.5小时的烘干后，赤泥冷固球的水分降为2～4%，强度可达到每个球1500牛。2.4赤泥炼钢冷却剂成分表2炼钢冷却剂成分要求(%)TFeSiO2PS水分≥45≤9.0≤0.07≤0.05≤42.5炼铁赤泥冷固球成分表3炼铁赤泥冷固球成分要求(%)TFeSiO2PS水分≥55≤9.0≤0.10≤0.08≤43赤泥冷固球冷却剂在炼钢中的应用赤泥氧化铁球在钢厂作为冷却剂使用，赤泥冷固球取代矿石作为转炉冷却调渣剂具有外观质量好，水分少，夹杂低，加入转炉反应平稳，调渣迅速，不产生剧烈反应造成飞溅，有利于提高金属的收得率。每炉出钢42t，加入100kg矿石和赤泥氧化铁球作为冷却调渣剂，矿石温降11℃、吹损8.9%、渣碱度3.3，赤泥氧化铁冷却剂温降9℃、吹损8.3%、渣碱度3.7。在加入量相同的情况下，赤泥氧化铁球作为冷却调渣剂温降小，操作平稳，减少吹损0.6%，提高钢铁料所得率，渣碱度的提高降低了萤石的消耗。钢铁料所得率的提高及萤石消耗的降低，带来了较明显的经济效益。4赤泥冷固球在炼铁的应用高炉炼铁料层厚、炉料下降过程冲击力大、受热时间长，为此，要求赤泥冷固球有较高的强度，其单个球的强度应大于1200N以上，且在受热过程不破损。赤泥冷固球中含铁量较高，可代替矿石，在高炉中还原炼铁，高炉配料加入5%的赤泥冷固球，可降低焦耗1.9kg，提高产能0.6%。5赤泥直接还原铁用于炼钢金属炉料用固体碳作为还原剂对铁的氧化物进行还原，生成的气相产物是CO，称为直接还原。赤泥在软化和熔化之前，直接与还原剂接触的面积很小，反应速度慢，还原过程受到限制。在高温区的还原主要有两个过程：(1)CO间接还原过程，Fe3O4+CO=3FeO+CO2，FeO+CO=Fe+CO(放热13600kJ);(2)间接还原产生的CO2与固体还原剂发生反应(贝-波反应)，CO2+C=2CO(吸热165800kJ)。上述反应的最终结果即FeO+C=Fe+CO(吸热152200kJ)。两个反应中，实际上还是CO起还原作用，但是就整个过程来说，还原剂消耗的还是固体碳，所以称这个过程为直接还原。为提高赤泥还原铁的品位，在配料时含铁物料按赤泥∶氧化铁粉=67∶33的'质量配比进行配料。赤泥配加碳作为还原剂，配加CaO、Na2CO3和CaF2作助剂促进赤泥的还原，选择赤泥∶氧化铁粉∶还原煤∶添加剂质量配比为56∶27∶13∶4配料，混合均匀后压制成球，送入隧道窑进行还原。还原焙烧温度为1100～1200℃，还原焙烧时间为1.5～2h，得到赤泥还原铁，还原铁含铁品位达到88%，铁回收率为91.42%。赤泥还原铁可作为炼钢过程的金属炉料加入铁水中进行炼钢，实现了赤泥的短流程、较大量的利用，具有较高的社会效益和经济效益。6结语对含铁较高的赤泥加入一定比例的添加剂，采用改造过的压球机可压制成赤泥冷固球，作为炼钢冷却剂、炼铁炉料、生产还原铁在冶炼过程应用，代替部分矿石、减少资源消耗，炼钢、炼铁指标也得到提高，具有较好的经济效益。把赤泥作为二次资源循环利用，降低了耕地的占用、减少了对环境的污染，同时也具有较为明显的社会效益。参考