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低品位铁矿石的循环流化床焙烧提铁及降磷试验研究

作　者: 王国军
导　师: 岑可法；王智化
学　校: 浙江大学
专　业: 工程热物理
关键词: 鲕状赤铁矿循环流化床磁化焙烧弱磁选酸浸提铁降磷
分类号: TD951
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着我国冶金工业迅速发展,对铁精矿的质量要求越来越高。与进口铁精矿相比,我国铁精矿质量尚有明显的差距。我国可利用的铁矿资源日益趋向于贫、细、杂,在国际铁矿价格大幅上涨的大背景下,高磷赤铁矿作为储量达30多亿吨的铁矿资源,急需解决其一直以来富集除磷的难题,‘由于其有用矿物嵌布粒度极细、、原矿成分复杂、含磷量较高,众多的传统选矿方法都很难使其达到冶炼要求。本文对运用一种新的“循环流化床磁化焙烧一弱磁选”工艺对我国难选鲕状赤铁矿的富集问题进行了深入的探讨。利用循环流化床中气固反应物料混合迅速,传热传质速度高,床内处于等温状态等特点,采用“磁化焙烧—弱磁选”的方法将鲕状难选铁矿石在还原性气氛中使弱磁性铁矿物焙烧转变为强磁性铁矿物。循环流化床锅炉燃烧发电过程中,为抑制NOx生成,常常通过分级配风营造局部还原性气氛,若将铁矿石的还原焙烧与煤粉流化床燃烧技术相结合,在流化床锅炉内合理组织燃烧气氛和燃烧温度,同时将赤铁矿有效还原为磁铁矿,将成为一种非常有效的低品位铁矿石品位提升手段和技术。由矿石替代部分床料,在发电的同时有效还原赤铁矿,大大降低运行成本。采用实验室循环流化床装置,以c0与N2的混合气体和电加热方式模拟燃煤还原焙烧气氛,对铁品位为47.20%的鄂西某鲕状赤铁矿进行磁化焙烧—弱磁选试验,结果表明,在合适的焙烧条件下,将焙烧所得的产物经过阶段磨矿—一粗一精两段弱磁选,可获得精矿铁品位为56.60%,铁回收率为77.79%的较好选别指标。将磁选得到的铁精矿采用盐酸酸浸,可以达到除磷保铁的目标。最佳的酸浸条件是盐酸体积浓度为5%、反应时间为0.5h的条件下可到达到磷的去除率为81.24%,铁的损失率为2.84%的良好指标。结合实验数据的分析和各方面的考虑,最终确定了一个合理的工艺流程,即：循环流化床磁化焙烧—弱磁选—酸浸,最终可以达到精矿品位57.38%,含磷量0.15%,综合铁回收率75.58%的指标。流化床磁化焙烧技术为低品位铁矿石的有效利用提供了新的技术路线。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目次  9-11
1 综述  11-23
  1.1 赤铁矿的矿石性质和工业类型  12-13
  1.2 赤铁矿选矿工艺方法流程  13-17
    1.2.1 赤铁矿浮选流程  13-16
    1.2.2 焙烧-磁选流程  16-17
  1.3 铁矿石脱磷技术现状  17-21
    1.3.1 反浮选降磷、磁选-反浮选联合降磷  18
    1.3.2 冶炼法脱磷  18-19
    1.3.3 高梯度磁选法脱磷  19
    1.3.4 化学法脱磷  19-20
    1.3.5 氯化焙烧一酸浸法脱磷  20
    1.3.6 选择性聚团分选  20
    1.3.7 微生物法脱磷  20-21
  1.4 我国高磷赤铁矿选矿技术与脱磷发展趋势  21-23
2 试验方法及设备  23-26
  2.1 试验目的  23
  2.2 主要的试验方法  23
    2.2.1 还原焙烧试验方法  23
    2.2.2 磁选试验方法  23
    2.2.3 酸浸试验方法  23
  2.3 试验指标评价方法  23-24
    2.3.1 选矿主要指标  23-24
  2.4 分析方法  24-25
    2.4.1 铁矿石中铁品位的测定  24
    2.4.2 铁矿石中磷含量的测定  24-25
  2.5 试验设备  25-26
    2.5.1 磁选管  25-26
3 矿石性质研究  26-28
  3.1 原矿的化学成分分析  26-28
4 磁化焙烧原理与循环流化床试验台介绍  28-42
  4.1 焙烧技术概念  28-33
    4.1.1 磁化焙烧原理  29-30
    4.1.2 焙烧过程的影响因素  30-31
    4.1.3 磁化焙烧图  31-33
  4.2 循环流化床焙烧试验台简介  33-35
    4.2.1 试验台主要部件介绍  34-35
  4.3 冷态试验  35-42
    4.3.1 冷态试验内容  35
    4.3.2 漏风检查  35
    4.3.3 空板阻力特性试验  35-37
    4.3.4 布风均匀性检查  37
    4.3.5 料层阻力特性试验  37-42
5 循环流化床磁化焙烧—磁选试验研究  42-49
  5.1 焙烧—磁选试验步骤  42
  5.2 热态临界流化风量的确定  42-43
  5.3 循环流化床磁化焙烧与磁选试验  43-47
    5.3.1 焙烧温度的影响  43-44
    5.3.2. 还原性气氛的影响  44
    5.3.3 焙烧反应时间的影响  44-45
    5.3.4 流化气体流量的影响  45-46
    5.3.5 粗选磁场强度试验  46
    5.3.6 精选铁矿磁选试验  46-47
  5.4 流程试验  47-48
  本章小结  48-49
6 酸浸除磷试验  49-53
  6.1 酸浸机理  49
  6.2 MNO2对铁析出的抑制作用原理  49
  6.3 盐酸酸浸试验研究  49-52
    6.3.1 HCl体积浓度对酸浸效果的影响  49-50
    6.3.2 反应时间对酸浸效果的影响  50-51
    6.3.3 抑制剂对酸浸效果的影响  51-52
  本章小结  52-53
7 本文总结  53-55
参考文献  55-59
附录1  59-61
附录2  61

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