粘結(jié)劑對含碳球團強度的影響

 由于尾礦粒度很細，所以原尾礦進行壓球之后再直接還原焙燒更合理。為考察高鐵尾礦用含碳球團直接還原焙燒回收鐵的可能性，本文重點研究了不同粘結(jié)劑對該高鐵尾礦含碳球團生球強度及高溫強度的影響。

 1 、試驗原料及性質(zhì)

 試驗所用原料為高鐵尾礦，全鐵品位為 32.87%。試驗主要添加劑為內(nèi)配煤和粘結(jié)劑。內(nèi)配煤水分11.77%，灰分19.90%，揮發(fā)分28.18%，固定碳 51.92%，破碎至 1 mm。

2 、試驗方法

將原礦、內(nèi)配煤及粘結(jié)劑按一定質(zhì)量混勻，再添加一定質(zhì)量分數(shù)的水攪拌混勻后，經(jīng)對輥壓球機壓制得到含碳球團。進行以下實驗：a. 高溫強度測定。B.生球強度測定:包括濕球和晾干后球團的落下次數(shù)和抗壓強度。

在確定球團優(yōu)選粘結(jié)劑后，對球團進行直接還原焙燒-磨礦弱磁選試驗，得到直接還原鐵產(chǎn)品。

 3 、試驗結(jié)果

 3.1 不同粘結(jié)劑對球團生球強度的影響

取一定量的原礦配入 20% 的內(nèi)配煤、適量的水以及不同種類的粘結(jié)劑進行壓球試驗，結(jié)果見表 1。

                                      表 1 單一粘結(jié)劑時球團配比及生球強度

  由表 1 可知CMC 對提高球團生球落下和抗壓強度作用顯著，且用量僅為原礦的0.4%;其次為膨潤土和可溶性淀粉，在其用量為原礦 10% 時，生球強度基本達到要求；其他粘結(jié)劑效果未達到要求。

  3.2 復(fù)合粘結(jié)劑對球團生球強度的影響

  分別嘗試使用不同配比的 CMC 和糖漿、標準水泥、膨潤土以及糖漿和膨潤土作為復(fù)合粘結(jié)劑進行壓球試驗，試驗結(jié)果見表 2。

                                                表 2 使用復(fù)合粘結(jié)劑時球團性能

3.3焙燒對球團強度的影響

根據(jù)上述研究結(jié)果，選取強度符合要求的球團P1、P2、P4、P8、P10、P11 及 P12 測定其高溫強度，其結(jié)果如圖 1 所示。不同配比粘結(jié)劑在高溫焙燒過程中強度變化趨勢基本一致，在焙燒初期球團抗壓強度降低， 后期球團強度又逐漸提高。

圖1  高溫焙燒時間對球團高溫強度的影響

 綜合之前的結(jié)果可以得出，從能耗及焙燒礦品位方面考慮，應(yīng)在保證球團質(zhì)量的同時盡量降低添加劑用量，故采用0.4% CMC加 8%膨潤土為該礦的優(yōu)選粘結(jié)劑。

          3.4球團孔隙率對球團強度的影響

如圖2所示，含碳球團的孔隙率隨焙燒時間延長先升高后降低，結(jié)合對氧化球團還原過程強度的變化研究 ，含碳球團焙燒初期強度的急速降低是由球團內(nèi)部孔隙率的增大引起的。

                                               圖2  高溫焙燒不同時間時球團孔隙率的變化

         3.5球團的直接還原焙燒磁選試驗

         確定球團 P11 為優(yōu)選配方后，對其進行直接還原焙燒-磁選試驗。無粘結(jié)劑球團作為對照試驗，考察粘結(jié)劑對球團直接還原焙燒磁選的影響。從圖3 可以看出，兩種球團隨焙燒時間的變化趨勢基本一致，隨著焙燒時間的延長，直接還原鐵產(chǎn)品品位變化不大;回收率呈先升高后緩慢降低的趨勢。

                                     圖3  焙燒時間對球團直接還原指標的影響

   4 、結(jié) 論

（1） 當使用單一粘結(jié)劑時，CMC、膨潤土對生球強度提高作用效果較佳;糖漿對球團干球強度的提高作用效果顯著。

（2）使用復(fù)合粘結(jié)劑時，該礦優(yōu)選復(fù)合粘結(jié)劑配比為:0. 4%CMC +8%膨潤土。

（3） 不同粘結(jié)劑的球團干球抗壓強度相差較大，但在高溫焙燒時強度變化趨勢基本一致，在焙燒初期 0～2 min 時球團抗壓強度快速降低， 4 ～8 min 時球團強度逐漸提高。

（4） 含碳球團焙燒初期 0 ～2 min 時強度的降低是由球團內(nèi)部孔隙率的增大引起的;5 ～8 min 時由于球團內(nèi)部鐵相的生成，鐵顆粒相互粘結(jié)使得球團抗壓強度提高。

      （5） 使用優(yōu)選粘結(jié)劑配比造球后，進行了直接還原焙燒磁選試驗，在焙燒溫度為 1200℃，焙燒時間為100 min 條件下可得到全鐵品位 95.64%，回收率88. 42%的直接還原鐵。

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