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MHA粘结剂在镜铁矿氧化球团制备中的应用研究

作　者: 张道远
导　师: 白国华；张元波
学　校: 中南大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 镜铁矿铁矿球团 MHA粘结剂氧化焙烧
分类号: TF046.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国铁矿氧化球团工业的快速发展,铁品位高、粒度细和焙烧性能良好的磁铁精矿资源供应日益紧张。因此,开发和应用新的铁矿资源已成为推动我国球团工业持续发展的新途径。镜铁矿具有铁品位高,储量高,价格低廉等优点,已引起人们的广泛关注。然而,镜铁矿普遍具有成球性差和难焙烧等缺点。针对镜铁矿存在的上述优缺点,深入研究和开发镜铁矿在铁矿球团中的应用新工艺和技术,对缓解我国铁矿资源紧张的局面具有重要意义。近年来,中南大学开发出一种新型MHA粘结剂。MHA粘结剂主要由含有大量极性功能基团的大分子有机物组成,具有低残留和热稳定性高等优点。而且,MHA粘结剂能够改善铁精矿的界面特性和成球性能。因此,开展MHA粘结剂在镜铁矿氧化球团制备中的应用研究为高效利用镜铁矿资源提供了一个新思路。本研究主要以中南大学开发的MHA粘结剂(无机膨润土作为对比)以及巴西ORP镜铁矿为原料,通过对镜铁矿进行不同方式的预处理,开展了MHA粘结剂在镜铁矿氧化球团中的应用研究。获得主要结论如下：采用湿式球磨—高压辊磨处理技术对镜铁矿进行预处理,当镜铁矿比表面积达到1609cm2/g时,采用1.0%MHA粘结剂的生球落下强度为3.7次／(0.5m),抗压强度12.4N/个,爆裂温度330℃；与1.0%MHA粘结剂相比,采用2.0%膨润土的生球落下强度为3.9次／(0.5m),抗压强度13.6N/个,爆裂温度365℃。采用1.0%MHA粘结剂的镜铁矿球团适宜的预热焙烧制度为：预热温度980℃、预热时间10min、焙烧温度1280℃和焙烧时间10min。在最优条件下,1.0%MHA预热球团的抗压强度为401N/个,焙烧球团抗压强度为2700N/个。与2.0%膨润土球团相比,1.0%MHA球团的高温冶金性能较好,TFe品位提高了0.85%。MHA粘结剂与镜铁矿表面的吸附作用表明,MHA粘结剂与镜铁矿颗粒发生明显的吸附作用,吸附量的大小主要与镜铁矿比表面积、MHA与铁矿质量比、吸附时间等因素的有关。MHA粘结剂的吸附改善了镜铁矿表面亲水性。MHA粘结剂在镜铁矿球团预热焙烧过程中的行为研究表明,MHA粘结剂主要有两个方面的作用：(1)燃烧放热。MHA粘结剂中有机元素在球团高温焙烧过程中发生燃烧,释放部分热量,提高了球团内部温度,有利于球团固结；(2)还原作用。在镜铁矿球团焙烧过程中,MHA粘结剂中的还原物质与铁矿颗粒发生还原反应,球团内部分Fe2O3先被还原为磁铁矿或浮士体,随着温度的升高和时间的延长又被氧化为次生赤铁矿,促进了Fe2O3晶粒的长大和固结。MHA粘结剂的加入,改变了镜铁矿球团的结晶过程,有利于改善镜铁矿的高温焙烧性能,获得高强度的成品球团矿。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章文献综述  11-25
  1.1 球团矿的生产现状与发展趋势  11-17
    1.1.1 球团矿在钢铁工业中的地位  11-12
    1.1.2 国外球团矿的生产现状  12-14
    1.1.3 国内球团矿的生产现状  14-16
    1.1.4 铁矿球团生产的发展趋势  16-17
  1.2 球团粘结剂  17-19
    1.2.1 粘结剂分类  17
    1.2.2 粘结剂研究现状及其发展  17-19
  1.3 镜铁矿资源特点及其在球团中的应用  19-24
    1.3.1 镜铁矿资源特点  19-20
    1.3.2 镜铁矿在国内球团中的应用  20-21
    1.3.3 改善镜铁矿球团质量的途径  21-24
  1.4 本研究的目的和内容  24-25
第二章原料性能与研究方法  25-34
  2.1 原料物化性能  25-30
    2.1.1 铁精矿  25-27
    2.1.2 粘结剂  27-30
    2.1.3 添加剂  30
  2.2 试验流程及方法  30-34
    2.2.1 试验流程  30
    2.2.2 试验方法  30-34
第三章 MHA镜铁矿氧化球团的制备技术研究  34-51
  3.1 MHA镜铁矿球团生球制备  34-42
    3.1.1 未处理镜铁矿的生球制备  34-35
    3.1.2 预处理方式对镜铁矿生球质量的影响  35-41
    3.1.3 MHA用量对镜铁矿生球质量的影响  41-42
  3.2 MHA镜铁矿球团预热焙烧研究  42-49
    3.2.1 预处理方式对球团预热焙烧的影响  42-45
    3.2.2 预热焙烧温度和时间对球团预热焙烧的影响  45-48
    3.2.3 MHA用量对球团预热焙烧的影响  48-49
  3.3 MHA与膨润土球团质量的综合比较  49-50
  3.4 小结  50-51
第四章 MHA在镜铁矿球团制备过程中的行为  51-71
  4.1 MHA在镜铁矿颗粒表面的吸附特性  51-56
    4.1.1 MHA在铁矿颗粒表面作用的理论基础  51-53
    4.1.2 MHA在镜铁矿表面的吸附特性  53-56
  4.2 MHA对镜铁矿球团预热焙烧特性的影响  56-70
    4.2.1 不同氧气体积分数下MHA球团的预热焙烧行为  57-61
    4.2.2 不同MHA用量时球团的预热焙烧行为  61-63
    4.2.3 不同焙烧温度下MHA球团的预热焙烧行为  63-68
    4.2.4 不同焙烧时间下MHA球团的预热焙烧行为  68-70
  4.3 小结  70-71
第五章结论  71-73
参考文献  73-78
致谢  78-79
攻读硕士期间主要成绩  79

MHA粘结剂在镜铁矿氧化球团制备中的应用研究

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