一種提高鐵酸鈣還原性的方法與流程

文檔序號：12109441閱讀：1141來源：國知局

本發明涉及冶金工程技術領域,尤其涉及一種提高鐵酸鈣還原性的方法。

背景技術：

燒結礦是高爐煉鐵最重要的原料之一，在高爐爐料比重達70％以上，其還原性指標是高爐能耗高低的直接反映，還原性好的燒結礦可有效降低高爐燃料比，這對整個鋼鐵長流程工藝節能減排意義重大。鐵酸鈣作為現今高堿度燒結礦最重要的粘結相成分，其還原性的提高對燒結礦還原指標的影響是最為直接的。

增強鐵酸鈣在燒結礦中還原性，提高溫度是較為直接的方式，但隨之而來的是需提供更多的能量，成本提高。其次，增加燒結過程中還原性氣氛濃度也可以使液相中產生更多的低價鐵氧化物，整體還原性提高，但是可操作不強，且也需額外增加燃料比。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種提高鐵酸鈣還原性的方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種提高鐵酸鈣還原性的方法，包括如下步驟：

S1：混合，將碳酸鈣、三氧化二鐵和二氧化硅均勻混合，其中，碳酸鈣、三氧化二鐵的摩爾比為1:1，二氧化硅的占混合物的質量分數為7％-9％；

S2：壓塊，將S1均勻混合后的試樣運用壓樣機壓制成圓柱體塊狀樣品；

S3：焙燒，將S2制成的圓柱體塊狀樣品放置在高溫硅鉬爐中加熱，空氣氣氛，從室溫升至900℃，保溫1小時，使得碳酸鈣充分分解成氧化鈣；繼續升溫至1200℃，恒溫8-10小時，然后冷卻，振磨成粉狀。

作為優化，所述S1中碳酸鈣、三氧化二鐵和二氧化硅純度大于99.99％。高純的原料選擇，保證后續焙燒環節的化學反應更加充分完全，X射線衍射對物相檢測中半定量結果表明，純鐵酸鈣的生成率可達到95％以上。而作為對比論證，運用分析純試劑(原料純度99％)配制的鐵酸鈣樣品，生成率只能達到85％。

作為優化，所述S2中壓樣機的壓力為10Mpa。選擇10Mpa的壓力壓制粉狀試樣成圓柱狀，也是為了在保證樣品在焙燒過程中充分反應的前提下，不至于燒制過程中因為過于緊實或者松弛而熱分裂。10Mpa壓力下的焙燒試樣可以保證很好的完整度。

作為優化，所述S2中將S1均勻混合后的試樣制成直徑1cm，高1cm的圓柱體塊狀樣品。如此尺寸形狀的壓制試樣，不至于因為過小而得到的樣品量太少，也不至于過大而使得焙燒過程中化學反應不夠充分。

作為優化，所述S3中將焙燒完后的試樣振磨成100目以下的粉體。在后續的熱重實驗中檢測樣品的反應度，試樣的粒度大小起到關鍵性作用，100目粒度大約74μm大小，這樣的粒度范圍可以賦予試樣在氣固相還原過程中保持很好的動力學條件。此外，在高爐生產過程中，細粉狀爐料的還原過程很少得到研究，本發明在樣品細粉狀態下進行，也是作為這個研究方面的補充。

相對于現有技術，本發明具有如下優點：

1、相比于溫度提高等增強鐵酸鈣還原度的外部因素的方法,控制二氧化硅含量是從根本上提高其還原性，既易于生產操作，也節約能源，縮減成本。

2、二氧化硅本身即為燒結礦的重要化學成分，通過將其含量控制在一定水平獲得最優的還原能力，不會影響到燒結礦的整體特性，通過調整氧化鈣的含量也可以獲得目標堿度范圍內的優質燒結礦。

3、添加本發明中含量范圍7％-9％的二氧化硅后，鐵酸鈣的還原性不僅得到提高，且還原時間大大減少，純鐵酸鈣還原時間長達80分鐘，而通過配加本發明給定的二氧化硅含量，還原時間可以減少至58分鐘，即還原效率大大增強。應用到工業生產上，高爐煉鐵效率可隨之迅速提高。

附圖說明

圖1為本發明方法和還原性測量流程示意圖。

圖2為純鐵酸鈣和本發明方法處理后鐵酸鈣試樣的物相組成。

具體實施方式

下面對本發明作進一步詳細說明。

本發明通過成分改造的方式，依靠化學反應提高鐵酸鈣中更易還原的三氧化二鐵成分的含量，在鐵酸鈣基體中配加二氧化硅，其與氧化鈣的結合能力更強，易于生成硅酸鈣而使得三氧化二鐵更多地游離在鐵酸鈣中，最終鐵酸鈣基體還原性得到提高。二氧化硅在燒結礦中過少不易生成充足的粘結相，過多又造成高爐渣量激增等問題。因此控制好二氧化硅含量，即本發明控制的二氧化硅質量分數范圍，不僅不會造成液相量的減少，高爐渣量增加，還會有效提高鐵酸鈣的還原性。

參見圖1，一種提高鐵酸鈣還原性的方法，包括如下步驟：

S1：混合。配制試樣主要是碳酸鈣、三氧化二鐵和二氧化硅。其中碳酸鈣和三氧化二鐵按照摩爾比1：1，混入質量分數7-9％的二氧化硅。三種試樣純度均大于99.99％。均勻混合試樣。