海綿鐵濾料在國內(nèi)的發(fā)展過程及前景

時間：2019-11-12作者：洛陽睿鵬凈水材料有限公司瀏覽：232

海綿鐵濾料原材料已經(jīng)不是新概念，它的用途主要是三大方面：一是用于煉鋼，二是用于粉末冶金，三是用于化工。目前生產(chǎn)海綿鐵濾料原材料的原料來源主要是兩塊，一塊是鋼廠的氧化鐵皮，一塊是純度達71%的高純磁鐵礦。由于高純磁鐵礦的原料很有限，價格高，貨源不穩(wěn)定，使得煉鋼海綿鐵的生產(chǎn)也不穩(wěn)定。氧化鐵皮的產(chǎn)量較有限，基本被鋼廠自己壟斷

   而中國又是鋼鐵的生產(chǎn)大國和使用大國。鐵礦石儲量我國雖然是一個大國，但易選冶的鐵礦卻非常有限，主體礦石還是依賴進口。根據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在世界上的鐵礦出口，有一半多被中國買回來了。中國現(xiàn)有的鐵礦石大多是難選、較難選的低品位鐵礦。較有代表性是湘西、鄂西地區(qū)的含磷鮞狀赤鐵礦。根據(jù)地質(zhì)資料，上述兩地區(qū)的含磷鮞狀赤鐵礦的遠景儲量達數(shù)百億噸，還有湘南地區(qū)泥盆系沉積的土狀褐鐵礦，在郴州到欽州*也有數(shù)十億噸儲量，這幾處的鐵礦都曾被評為較難選冶的鐵礦。

   本文的重點就是向大家匯報、我公司在處理低品位難選冶、鐵礦方面的研究成果和展望其發(fā)展方向。

一、對泥盆系沉積的土狀褐鐵礦研究

   泥盆系沉積的土狀褐鐵礦，較有代表的是湖南省藍山縣太平低品位鐵錳礦。在37平方公里的礦區(qū)范圍內(nèi)，遠景儲量達3億噸。曾被有關(guān)部門定義為較難選冶、無工業(yè)開采**的呆礦。2010年我公司和湖南省華鼎礦業(yè)合作，針對該礦的特點，量身定做了焙燒該礦的**的隧道窯，獲得了圓滿地成功。該隧道窯我們定名為：華氏低溫固相海綿鐵濾料原材料隧道窯。

   該礦石的特點是沉積未變質(zhì)，是較易水化的粘土質(zhì)，常規(guī)選礦根本無法進行。鐵的品位在37%、錳是7%，還含有1～1.5%的鉛鋅。我們在對該礦深入研究后修建了華氏低溫固相海綿鐵濾料原材料隧道窯。窯長168米，尾氣溫度200度，助燃的空氣經(jīng)冷卻段熱交換器，溫度達350度，平均一噸鐵粉只需0.85噸的燃料煤。因為鐵礦是華鼎礦業(yè)自己的礦山，且為露天開采，每噸約為50元，加上礦權(quán)價款和資源稅，一噸干基礦石的進爐價**100元。所以一噸鐵粉的生產(chǎn)成本約為1800元，鉛鋅在煙道灰中回收，焙燒好的礦石經(jīng)過球磨磁選，回收金屬鐵粉，磁選的尾砂含錳為19%。且錳全部被還原為二價錳，該尾砂是電解錳的優(yōu)質(zhì)原料，故*尾砂庫。

   

二、對含磷鮞狀赤鐵礦的研究

   含磷鮞狀赤鐵礦較具有代表性，因為該礦儲量大，分布廣。對它的研究，有重大的經(jīng)濟效益。和國內(nèi)一家著名大公司合作，現(xiàn)在已**階段性成果。含磷鮞狀赤鐵礦的成分如下：含鐵38.02%、鈦0.14%、釩0.056%、磷1.04%、硫0.073%。該礦主要是分布在湘鄂西部，儲量巨大。首都鋼鐵公司、武漢鋼鐵公司都花巨資獲得礦權(quán)，由于含磷太高一直未能大規(guī)模投產(chǎn)。國內(nèi)的多家科研機構(gòu)對脫磷進行了多年的研究，進展并不理想。原因是磷存在于鮞狀的中心，常規(guī)選礦無法實現(xiàn)。

   針對該礦的特點，我們設(shè)計了一個專門的梭式窯，做中等規(guī)模的實驗，該礦的要求，主要是三點：一是在低溫下還原出鐵來，二是脫磷，三是節(jié)能降耗。較難的是脫磷。該項目還未做完，只有階段性的成果。由于鐵的含量只有38%，三噸原礦才能焙燒出一噸鐵粉，如果磷被鐵粉富集，那么鐵粉中磷的含量為3%。鐵精粉中的含磷量已降到0.57%，原理已弄清，方法已找到，將鐵精粉中的磷降到0.1%以下，只是時間問題。

三、海綿鐵濾料原材料的發(fā)展方向

   在前文我們講過，中國是鋼鐵生產(chǎn)大國，同時也是鐵礦進口大國。我國的鐵礦大多是難選冶的低品位的鐵礦。高純鐵礦在我國儲量有限，不是我們的發(fā)展方向。用低溫固相還原法，處理難選冶、低品位鐵礦、才是我們的發(fā)展方向，這才符合我國的國情，根據(jù)我們的研究成果，該方向有廣闊的前景。作為研究生產(chǎn)窯爐的專門機構(gòu)，我們責任重大、任重道遠。

1、CO2和CO的分壓比滿足還原要求時的去罐研究

   海綿鐵濾料原材料的生產(chǎn)過程中，碳化硅罐是一個重要的成本。在無罐還原方面，國內(nèi)很多企業(yè)做過大量的研究，但鮮有用于成功生產(chǎn)的。**問題是CO2和CO的分壓比不能滿足還原要求。

C+ CO2=2CO------------------（1）(吸熱)

  C+O2=CO2-------------------- （2）(放熱)

3 CO+Fe2O3=2Fe+ 3CO2-----（3）

P(CO)／P(CO2)=K

   分壓比K和還原溫度成反比，和反應速度成正比。在1150度K值大于100有助還原快速進行。在1150度還原時，必須要把維持高溫的火焰與球團隔離。因為反應2是放熱反應，反應1為吸熱反應。要維持高溫就一定有大量的二氧化碳，除非在1300度以上。要保證K值，又要去罐，只有三條路可走：一是用礦土本身做罐，罐當燒結(jié)礦用，罐內(nèi)做海綿鐵濾料原材料；二是讓球團穿衣；三是采用豎爐。這些都有廣泛研究前景，我公司也已**了較滿意的研究結(jié)果。

2、脫雜研究

   傳統(tǒng)的煉鋼方法是先富集選礦后再上高爐還原，有些礦在前期選礦不可能，我公司的研究方向就是先還原后選礦。比如含磷鐵礦，前期脫磷基本不可能，在配制球團時就要加入脫磷劑，還原后磷以熬合物的形式進入渣相。這方面的研究我們已**階段成果。這方面的技術(shù)，由于與合作單位有保密協(xié)定，不便詳談

3、海綿鐵裝卸料設(shè)備的研發(fā)

   自動化裝卸料設(shè)備，是海綿鐵濾料原材料發(fā)展走向現(xiàn)代化、規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物。公司研發(fā)的自動化裝卸料系統(tǒng)、在遼寧本溪鋼廠成功應用，它省時省工省力，較大地提高了工作效率，得到廠家**。同時，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家到現(xiàn)場考察，遼寧朝陽、大石橋己成功安裝生產(chǎn)，效果顯著，并岀口馬來西亞和朝鮮等，為海綿鐵濾料原材料的可持續(xù)發(fā)展提供了有力的保證。

4、節(jié)能研究

   節(jié)能是我們生產(chǎn)窯爐企業(yè)的重要內(nèi)容。根據(jù)能量守恒原理。能量的來源是、燃燒的煤、或可燃性氣體，能源接受方是：

①、生成的氣體物質(zhì)帶走一部分能量

②、燒紅的固體物質(zhì)帶走一部分能量

③、還原反應消耗一部分的能量

④、結(jié)晶水的汽化消耗一部分能量

⑤、壁面?zhèn)鲗p耗一部分能量

⑥、整個爐體的輻射，損耗一部分能量。

助燃空氣中的氧氣只占20%，大部分是氮氣，約為氧氣的4倍。

窯內(nèi)外排物的熱容如下：

AL2O3(固)  79.04 JK-1mol-1

SiC(固)   29.8JK-1mol-1

N2（氣）  29.21JK-1mol-1

CO2（氣）37.11JK-1mol-1

Fe(固)    25.1JK-1mol-1

H2O（氣）25.5JK-1mol-1

   由于氮氣的分子量小，按重量來計，氮氣的熱容是二氧化碳的2.5倍，重量又是氧氣的四倍，所以氮氣帶走的熱量是非常大的。根據(jù)計算無熱風助燃時，一公斤煤所產(chǎn)生的煤氣的熱量（4200大卡）僅被氮氣氣體帶走的能量是934.61大卡，占總能量的22.25%。所以要節(jié)能，較要緊的是，要熱風助燃和降低尾氣溫度。

5、公司建造窯爐的基本原則

       ①、根據(jù)業(yè)主產(chǎn)量的不同，燃料各異而設(shè)計大、中、小型隧道窯。

②、各段結(jié)構(gòu)配置合理，能很好地適應不同鐵粉還原工藝及產(chǎn)量要求。

③、隧道窯長或短多處采用特殊結(jié)構(gòu)，節(jié)能降耗，環(huán)保高產(chǎn)。

④、隧道窯窯外工藝有：鐵粉干燥、裝、卸、破、壓等根據(jù)產(chǎn)量不同而設(shè)計自動或半自動機械化。

⑤、熱風350℃助燃。

⑥、預熱帶占總長度的25%，充分預熱。

⑦、調(diào)整窯壓平衡，使尾氣的溫度降到200℃以下，降低尾氣的溫度比另外干燥的意義要大得多。

⑧、窯**和墻面的保溫要好，既要耐火還要保溫。

中國直接海綿鐵濾料原材料行業(yè)的發(fā)展，離不開在座各位的辛勤付出，作為在這個行業(yè)摸爬滾打十幾年的專業(yè)機構(gòu)，我們在節(jié)能降耗、環(huán)保高產(chǎn)、低品位鐵礦工藝技術(shù)方面成果顯著，窯爐設(shè)計和建造技術(shù)日趨成熟。公司將竭誠為大家提供*的服務，為我國直接海綿鐵濾料原材料行業(yè)的發(fā)展作出積極的貢獻！


洛陽睿鵬凈水材料有限公司專注于纖維球,活性炭,蜂窩斜管,,錳砂濾料,**煤濾料等

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