流化状态下附碳赤铁矿粉物质形态的研究.doc

流化状态下附碳赤铁矿粉物质形态的研究 安为洁　朱凯荪　何胜利　李卫国 摘　要：对流化状态下赤铁矿粉附碳后的物相组成、显微结构、化学组成及矿粉被还原程度进行研究。通过矿相分析、电子显微镜分析、X射线衍射分析、穆斯堡尔谱学分析，发现流化状态下的赤铁矿粉随附碳时间的延长,颗粒结构变得疏松多孔,还原程度加深,颗粒表面形成的金属铁很少,有利于防止粘结。关键词：流态化　附碳　还原　物相组成　显微结构　化学组成 RESEARCH ON PHYSICAL CONDITIONS OF CARBON ADHERINGHEMATITE FINES IN FLUIDIZATION STATE An Weijie（East China Institute of Metallurgy）Zhu Kaixun（East China Institute of Metallurgy）He Shengli（East China Institute of Metallurgy）Li Weigun（East China Institute of Metallurgy） Abstiact：The mineral constitutents, micro-structure, chemical compositions and reduction degree of the carbon adhering hematite fines in the fluidization state are studied by means of mineral phase analysis, electron microscope investigation, x-ray diffraction analysis and M?ssbauer spectroscopy analysis, and it is found that the structure of the hematite fines tends to be loose and porous and to have a higher reduction degree and less metallic iron formation on the surface of the mineral fines with the elapse of time for carbon adherence to the hematite fines, and it helps prevent the fines from binding togethor.Keywords：fluidization　carbon adhering reduction　mineral constituents 　microstructure　chemical composition 1　前　言 　　流态化还原作为“二步法”熔融还原的预还原过程已经作了许多研究工作,其中碳吸附新工艺是该项技术的主要成果之一。在550℃,应用CO的分解作用(2CO=CO2+C)产生的碳对矿粉进行碳吸附处理,能加快还原速度,并有效地防止粘结。在此基础上,本研究对该工艺的基础理论作进一步探讨,主要研究赤铁矿粉附碳后的物相组成、颗粒形态、显微结构、化学组成及被还原的程度,为解决流态化预还原工艺中的技术难点提供理论依据。 2　试验方法与检测手段 2.1　试验设备　　试验设备如图1,流态化炉由双层不锈钢管制成,内径50mm。反应器上下有加料、排料孔,置于井式电阻炉内。温度控制选用ksy-8-13型精密温度仪,通过从炉顶插入的热电偶获得炉内实际温度。 图1　试验装置图1.热电偶　2.进气口　3.排气口　4.加料孔5.发热元件　6.排料孔　7.气流分布板 2.2　试验条件　　工艺参数:温度550 ℃、压力2 atm、气流线速度0.6 m/s,析碳时间3 min、10 min、15 min。　　气体成分:55%CO,5%CO2,15%H2,25%N2。　　赤铁矿成分见表1。 　　　　表1　赤铁矿成分(w)　　　% TFe FeO Fe2O3 CaO MgO Al2O3 SiO2 P2O5 63.15 0.72 89.42 1.06 0.36 2.74 5.65 0.05 2.3　检测手段　　矿相分析、电镜扫描、X射线衍射分析、穆斯堡尔谱学分析。 3　结果与分析 3.1　赤铁矿粉附碳前后颗粒形态和矿相组成的变化　　对附碳前后的赤铁矿粉进行矿相观察如图2,原矿粉颗粒完整,边界不规则有棱角和尖端,主要成分为黄白—略带兰色的Fe2O3;附碳3 min后颗粒仍保持原来的形状,边界的棱角和尖端有所减少,颜色变暗并呈明显的黄白色,成分以Fe3O4为主;附