高磷铁矿碳热还原同步脱磷的实验研究

环 境污 染 。Ｍａｉｄ 等 将 铁 矿 石 预还 原 后再 用 ｔ ｅ ｎ
机 械破 碎和筛 选 的方法 处 理 高 磷 赤 铁矿 ， 果 在 结
低 温下 大部分 含 磷 化合 物 没 有 被 还原 ， 然 以氧 仍
化 物 的形式存 在 于脉石 中。 研 究表 明 ， 铁水 预处 理脱磷 过程 中， 在 苏打 的
表 １ 。与 普 通 铁 矿 石 相 比 ， 磷 鲕 状 赤 铁 矿 中 高
ＳＯ 和Ａ１Ｏ。 量 较 高 ， 矿 碱 度 Ｒ（ Ｃ Ｏ） ｉ 含 原 Ｗ（ ａ ／ Ｗ（ ｉ ） ０ １ 。 ＳＯ ） 为 ． ７ 该矿 石 中脉 石 和赤铁 矿 通常 形
表 １ 鄂 西 高磷 鲕 状 赤铁 矿 的 化 学 成分 （ ｎ ％ ） Ｗ／
时 ， 磷率 可 以达 到 ９ 。村 木峰 男 等 研 究 了 脱 ６ 添 加 ＮａＯ 的 Ｃ Ｏ— ａ ＳＯ ａ Ｃ Ｆ 一 ｉ 渣 系 的磷 酸 盐 容
量 ， 现仅 需要 ２ ５ 的 ＮａＯ 即 可 将 该 渣 系 的 发 ．
磷 酸 盐 容量 提 高 １ ０倍 。上述 对 高磷 赤 铁 矿 脱磷
的研究 虽然 取得 了一 些成 果 ， 总 的来 说 并 不 十 但
分理想 ， 一些 方 法存 在 成 本 高 或脱 磷 率 较 低 的 问 题 。本 研究 利 用 碳 热 还 原 法 处 理 高 磷 鲕 状 赤 铁
矿 ， 含 碳 球 团 中 添 加 适 量 的 熔 剂 Ｃ Ｏ 和 在 ａ
进 行 酸 浸 脱 磷 ， 石 中 的磷 含 量 从 ０ ２ 降 至 矿 ．
近年来 ， 随着 我 国 高 品位 铁 矿 石资 源 的 日益 枯竭 以及 进 口铁 矿石 价 格 的 飞 涨 ， 降低 生 产 成 为 本 ， 内钢铁企 业 纷 纷 开始 寻求 国 内现 有铁 矿 石 国 资 源 的有 效利 用途 径 。高磷 鲕状赤 铁矿 约 占我 国 铁矿 石 资源总 量 的 １ ＿ ， 化学 组 成 和 矿物 结 Ｏ 】其 ］ 构 复杂 ， 通过 选 矿 的方 法 进 行 脱磷 十分 困难 。较
加 ｃＯ 和 Ｎ Ｏ ａ ａＣ 作 为脱 磷 剂 ， 用 Ｄ Ａ－ — 采 Ｔ ＴＧ ＭＳ综 合 热 分 析 、 Ｄ、Ｅ 、 Ｄ ＸＲ Ｓ Ｍ Ｅ Ｓ等 方 法 分 别 对 高磷 鲕 状 赤 铁 矿 的碳 热 还 原 过 程 以 及 还 原 产 物进 行 分 析 。 结 果表 明 ， 加 适 量 的 Ｃ Ｏ 和 ＮａＣ ｓ可 以显 著 提 高 脱 磷 率 ； 添 ａ ｚＯ 在 １５ ３Ｋ、 ａＣ 添 加 量 为 ２ 、 碳 球 团 碱 度 为 １ ２的 条 件 下 ， 磷 鲕 状 赤 铁 矿 能 够 被 快 速 还 原 成 含 磷 ７ Ｎ 。 Ｏ。 含 ． 高 ０ ０ 、 碳 ４ ６ 的碳 饱 和铁 ， 磷 率 达 到 ９ ； ．９ 含 ． 脱 ５ 生铁 中碳 过 饱 和 后 以 片 状 石 墨 的 形 态 析 出 ， 生铁 中的 磷 以
的气化脱 硫 和气 化脱 磷 ， 过在 球 团 中 添加 Ｃ Ｏ 通 ａ 和ＣＦ， ａ 使其 磷 含 量 从 ０ ０ 降 至 ０ ０ ３ ， ．４ ． ０ 脱
磷 率约 为 ９ ， ３ 然而 ， 在球 团 中添 加 Ｃ Ｆ ａ 会 导致
１ 实验
１ １ 原料 ．
主要原 料为 鄂 西 高磷 鲕 状 赤 铁 矿 ， 其成 分见
Ｔａ ｅ １ Ｃｈ ｍ ｉａ ｏ ｐｏ ｉｉｎｓｏ ｈｅｈｉｈ ｐｈ ｓ ｂｌ ｅ ｃ ｌｃ ｍ ｓｔｏ ｆｔ ｇ ｏ ｐｈｏ ｕｓｈｅ ａ ｉｅ ｒ ｍ ｔｔ
高 的磷 含量 限制 了该类 铁矿石 在 冶金工 业 中的应 用， 高磷 铁矿 石 的脱 磷 工 艺 也成 为 业 内的 一个 研 究 热点 。瑞典 某铁 矿公 司利用 硝 酸对 高磷铁 矿石
脱 磷 效 果 要 优 于 石 灰 。 Ｍｏ ｉａ等 ＿ ｒ ｙ ５ 用 利 ＮａＣ 作 为铁 水预 处理脱 磷剂 ， １５ ３Ｋ 的条 Ｏ。 在 ２ 件 下 ， １ｋ 每 ｇ不含 Ｓ 的铁 水 中添加 ４ ｚ Ｏｓ ｉ ０ｇＮａＣ
夹 杂 物 Ｃ 。 Ｐ ２和 ＮａＣ ４ Ｐ ２ ｉ ４的 形 式 存在 。 ａ（Ｏ ） ２ ａ （ Ｏ ）ＳＯ
关键词 ： 高磷 赤 铁 矿 ； 热 还 原 ； 磷 ； 剂 碳 脱 熔
中 图 分 类 号 ： Ｆ ５ Ｔ ５６ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ４ ３ ４ （ ０ ２ ０ —２ ４ ０ １ ７—６ ４ ２ １ ）４０ ５—６
高 磷铁 矿碳 热还 原 同步 脱 磷 的 实验研 究
李 永 军 ， 光 强 ， 诚 意 ， 希安 李 朱 樊
（ 汉科 技 大 学钢 铁 冶 金及 资 源 利用 省部 共 建 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 北 武 汉 ，３ ０ １ 武 湖 ４０８ ）
摘要 ： 为探 索高 磷铁 矿 的 有 效 利 用 途 径 ， 高磷 鲕 状 赤铁 矿 进 行 碳 热还 原 同 步脱 磷 实验 研 究 ， 含碳 球 团 中添 对 在
００ ， ． ５ 但该方 法 要 消 耗 大 量 的 酸 ， 本 较 高 ］ 成 。
西 同信 一等 ＿ 利用 等பைடு நூலகம் 子炬作 为加 热源对 含碳 铁 ３
矿 石球 团进行 熔 融 还 原 ， 原 过程 中伴 随 着显 著 还
ＮａＣＯ。 行 同 步脱 磷 ， 究熔 剂 添 加 量 对 脱 磷 进 研 效果 的影 响 ， 还原 产 物 的 微 观结 构 和 组 成 进行 对 分析 ， 以期 为高磷 铁矿石 的有 效利 用提 供依 据 。
第３ ５卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
武
汉
科
技
大
学
学
报
Ｖｏ ． １ ３５， ． Ｎｏ ４
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Ａｕｇ ２ ２ ． ０１