红土贫铁矿的金属化

D0L:10.13374/.issn1001-053x.2007.s1.020 第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 红土贫铁矿的金属化 任江涛 朱荣高峰林芳万天骥 任大宁 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要在还原气氛下进行了红土贫铁矿的还原培烧实验，采用正交实验设计方法，以CO、培烧时间和焙烧温度为因素， 在还原气氛下得到了最佳工艺条件为：C/O是0.8，还原培烧温度1350℃，时间为25mi.另外发现，在更长的还原培烧时 间或培烧温度下，产生珠铁分离现象.为接近实际生产条件，进行了敞开氧化气氛实验，由于表面氧化的原因，金属化率仅 为50%左右，通过控制球团表面气体搅动，可减轻表面氧化现象，进而提高金属化率，而通过氧化气氛下的实验结果，也 证明了实际生产的可行性. 关键词贫铁矿：还原培烧：含碳球团 分类号TF521 随着铁矿石价格的飞涨，贫矿资源日益受到人们 象，说明矿中大部分挥发分在此温度下析出，使得矿 重视，印尼红土贫铁矿具有含Ni,烧损大等特点，国 气孔密度增加，有利于含碳球团的气一固反应 内对其进口量呈上升趋势，由于此矿难以进行选矿处 表1印尼红土贫铁矿成分（质量分数） 理，一般是采用与其它矿混合送入烧结的办法，目前 还没有其它更有效的方法对其综合利用. TFe Feo Sio2Al.0sCa0Mg0Ni0烧损 47.401.104.568.640.150.540.9914.00 采用还原焙烧处理含有价金属的贫铁矿或冶金废 弃物的方法近几年迅速发展起来，如现在较为成熟的 表2印尼红土贫铁矿成分（质量分数） % Inmetco工艺和Fastmet工艺，其方法是将粉矿与煤粉 类别 FC A 混合制成含碳球团，然后经转底炉高温还原以获得金 含量 47.92 43.93 6.90 0.24 属化球团，再送至电炉熔融得到高合金元素含量铁水， 1.3造球 也可送至转炉作为冷却剂代替废钢，其中金属化球中 采用压球机进行压球.按一定配比将煤粉与矿粉 金属化率的高低对于后续工艺有重要影响) 混合，由于煤中固定碳含量低，当按理论控制CO为 下面从密闭还原气氛和敞开氧化气氛两种条件 1.0时，需配煤25%左右，对球团强度影响严重，而 下，研究了焙烧温度、焙烧时间和煤粉配加量对金属 煤中含有44%挥发分，考虑到挥发分的还原作用，调 化率的影响，采用正交分析方法找出了最佳工艺条件， 节配煤量在15%~22%之间变化.由于此矿本身具有 并对实际生产的可行性进行了初步研究s刀. 黏性，通过调节混合料的水分含量进行压球，防止由 于水分过多造成压球时出现粘辊现象或由于水分不足 1实验前期准备 而使成球无强度.所压生球尺寸为：长×宽×高= 40mm×30mm×21mm. 1.1实验材料 19 实验所用原料是产于印尼的一种红土贫铁矿，属 18 于褐铁矿，其成分见表1，煤粉也是印尼当地的一种 1 高挥发分褐煤，其成分见表2. 15 1.2热重分析 14 40 240 440640 800 取少许刊矿粉，在氮气气氛下做热重分析实验，结 温度/℃ 果见图1. 根据曲线可知矿粉在300℃左右有明显的减重现 图】印尼红土贫铁矿热重分析曲线 收精日期：2007-3-1修回日期：2007-5-1 作者简介：任江涛(1982一)，男，硕士研究生

第 29 卷 增刊 1 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.29 Suppl.1 2007 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期：2007-3-1 修回日期：2007-5-1 作者简介：任江涛(1982—)，男，硕士研究生 红土贫铁矿的金属化 任江涛 朱 荣 高 峰 林 芳 万天骥 任大宁 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 摘 要 在还原气氛下进行了红土贫铁矿的还原焙烧实验，采用正交实验设计方法，以 C/O、焙烧时间和焙烧温度为因素， 在还原气氛下得到了最佳工艺条件为：C/O 是 0.8，还原焙烧温度 1350℃，时间为 25 min．另外发现，在更长的还原焙烧时 间或焙烧温度下，产生珠铁分离现象．为接近实际生产条件，进行了敞开氧化气氛实验，由于表面氧化的原因，金属化率仅 为 50%左右，通过控制球团表面气体搅动，可减轻表面氧化现象，进而提高金属化率，而通过氧化气氛下的实验结果，也 证明了实际生产的可行性． 关键词 贫铁矿；还原焙烧；含碳球团 分类号 TF521 随着铁矿石价格的飞涨，贫矿资源日益受到人们 重视，印尼红土贫铁矿具有含 Ni，烧损大等特点，国 内对其进口量呈上升趋势，由于此矿难以进行选矿处 理，一般是采用与其它矿混合送入烧结的办法，目前 还没有其它更有效的方法对其综合利用． 采用还原焙烧处理含有价金属的贫铁矿或冶金废 弃物的方法近几年迅速发展起来，如现在较为成熟的 Inmetco 工艺和 Fastmet 工艺，其方法是将粉矿与煤粉 混合制成含碳球团，然后经转底炉高温还原以获得金 属化球团，再送至电炉熔融得到高合金元素含量铁水， 也可送至转炉作为冷却剂代替废钢，其中金属化球中 金属化率的高低对于后续工艺有重要影响[1-5]． 下面从密闭还原气氛和敞开氧化气氛两种条件 下，研究了焙烧温度、焙烧时间和煤粉配加量对金属 化率的影响，采用正交分析方法找出了最佳工艺条件， 并对实际生产的可行性进行了初步研究[6-7]． 1 实验前期准备 1.1 实验材料 实验所用原料是产于印尼的一种红土贫铁矿，属 于褐铁矿，其成分见表 1，煤粉也是印尼当地的一种 高挥发分褐煤，其成分见表 2． 1.2 热重分析 取少许矿粉，在氮气气氛下做热重分析实验，结 果见图 1． 根据曲线可知矿粉在 300℃左右有明显的减重现 象，说明矿中大部分挥发分在此温度下析出，使得矿 气孔密度增加，有利于含碳球团的气—固反应． 表 1 印尼红土贫铁矿成分(质量分数) % TFe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO NiO 烧损 47.40 1.10 4.56 8.64 0.15 0.54 0.99 14.00 表 2 印尼红土贫铁矿成分(质量分数) % 类别 FC V A S 含量 47.92 43.93 6.90 0.24 1.3 造球 采用压球机进行压球．按一定配比将煤粉与矿粉 混合，由于煤中固定碳含量低，当按理论控制 C/O 为 1.0 时，需配煤 25%左右，对球团强度影响严重，而 煤中含有 44%挥发分，考虑到挥发分的还原作用，调 节配煤量在 15%～22%之间变化．由于此矿本身具有 黏性，通过调节混合料的水分含量进行压球，防止由 于水分过多造成压球时出现粘辊现象或由于水分不足 而使成球无强度．所压生球尺寸为：长 × 宽 × 高 = 40 mm × 30 mm × 21 mm． 图 1 印尼红土贫铁矿热重分析曲线 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2007.s1.020

。160- 北京科技大学学报 2007年增刊1 2 密闭还原气氛实验 表3密闭还原气氛下实验结果及分析计算表 金属化率/ 实验号 A B C 目的是在理想的还原气氛下，寻找获得高金属化 % 率的最佳工艺条件. 1(0.56) 1(1250℃) 3(30min) 70.0 3 1(0.56) 2(1300℃) 2(25min) 66.0 2.1主体设备 1(0.56) 3(1350℃) 1(20min) 69.6 焙烧设备采用高温电阻炉（额定温度1600℃）.炉 4 2(0.68) 1(1250℃) 2(25min) 68.7 膛温度用双铂铑热电偶测量，采用PD可控硅程序控 5 2(0.68) 2(1300℃) 1(20min) 77.5 6 2(0.68) 3(1350℃) 3(30min) 81.5 制.加热元件为U形硅钼棒，分布于炉膛两侧，每侧 7 3(0.80) 1(1250℃) 1(20min) 72.6 各四组.炉膛密闭性能好，其尺寸为200mm×200mm 8 3(0.80) 2(1300℃) 3(30min) 76.9 ×500mm. 9 3(0.80) 3(1350℃) 2(25min) 81.6 2.2实验方案与步骤 T 205.6 211.3 219.7 万 227.7 220.4 216.3 用正交表安排与金属化率相关的3个影响因素： 231.1 232.7 228.4 CO(碳氧比)、焙烧温度和焙烧时间，分别为因素A、 m 68.53 70.43 73.23 因素B和因素C,确立实验方案， m2 75.90 73.47 72.10 将压好的含碳球团放在碳盘上，单层排放，每盘 生 77.03 77.57 76.13 12个，并在碳盘上撒一些焦粉作为铺底料，保证炉内 极差 8.50 7.13 4.03 还原气氛.然后将碳盘放入密闭电阻炉高温焙烧，温 优选 3(0.80) 3(1350℃) 3(30min) 度、时间由实验方案确定（如表3）.实验结束后，将焙 方案 烧的样品冷却后研磨制样，分析成分 注：因素A为CO,因素B为焙烧温度，因素C为培烧时间：1、2、3 分别表示各因素下的3个水平. 2.3实验结果与分析 实验结果见表3，其中金属化率=金属铁含量/全 通过表3的极差和图2可知，C/O为影响金属化 铁含量， 率的最重要因素，焙烧温度次之，焙烧温度最小，并 以因素A为例，进行实验数据处理.用T表示取 确定其最佳水平组合为：C/O为0.8,1350℃的焙烧温 第1水平时相应的实验结果之和，用T2表示取第2水 度，30min的焙烧时间.而在9次实验中没有包括这 平时相应的实验结果之和，用T3表示取第3水平时相 个水平组合，故做追加实验，在此条件下，实验结果 应的实验结果之和，即： 发现有部分渣铁分离现象. 由图2可看出，金属化率总体上是随着三个影响 T1=70+66+69.6=205.6; 因素的增加而增大的.首先实验增加配煤量，其金属 T2=68.7+77.5+81.5=227.75 化率最高可达90%，但金属化球强度迅速下降，分析 T3=72.6+76.9+81.6=231.1 其原因为：由于球团内杂质含量增加，导致还原生成 这3个数值都是3个实验结果之和，为比较因素 的铁被杂质包围，无法形成网状结构，致使强度降 低.然后又重复了延长时间和升高温度的实验，均有 A不同水平的好坏，引入： 不同程度的渣铁分离发生，因此，考虑到金属化球的 m1=T1/3=205.6/3=68.53: 强度问题，选择最佳工艺条件为C/0为0.8,1350℃ m2=T3/3=227.7/3=75.9: 的焙烧温度，25min的焙烧时间. m3=T33=231.1/3=77.03 3敞开氧化气氛（大气环境）实验 式中，m1,m2,m3为因素A相应水平的综合平均值. 对因素B和C也用同样的方法计算，计算结果见 高温下，含碳球团进行自还原时有CO放出，当 表3. 球团表面气流比较平稳时，在料层表面可形成还原气 为直观起见，以因素的水平为横坐标，综合平均 氛，尽管如此，宏观上考虑，实际生产是在氧化气氛 值为纵坐标，画出各因素与金属化率的关系，如图2 下进行的，因此，实验球团在氧化气氛下的反应状况 所示. 就非常有必要，同时又引入了金属化球落下强度和抗

• 160 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 2 密闭还原气氛实验 目的是在理想的还原气氛下，寻找获得高金属化 率的最佳工艺条件． 2.1 主体设备 焙烧设备采用高温电阻炉(额定温度 1600℃)．炉 膛温度用双铂铑热电偶测量，采用 PID 可控硅程序控 制．加热元件为 U 形硅钼棒，分布于炉膛两侧，每侧 各四组．炉膛密闭性能好，其尺寸为 200 mm × 200 mm × 500 mm． 2.2 实验方案与步骤 用正交表安排与金属化率相关的 3 个影响因素： C/O（碳氧比）、焙烧温度和焙烧时间，分别为因素 A、 因素 B 和因素 C，确立实验方案． 将压好的含碳球团放在碳盘上，单层排放，每盘 12 个，并在碳盘上撒一些焦粉作为铺底料，保证炉内 还原气氛．然后将碳盘放入密闭电阻炉高温焙烧，温 度、时间由实验方案确定(如表 3)．实验结束后，将焙 烧的样品冷却后研磨制样，分析成分． 2.3 实验结果与分析 实验结果见表 3，其中金属化率＝金属铁含量/全 铁含量． 以因素 A 为例，进行实验数据处理．用 T1表示取 第 1 水平时相应的实验结果之和，用 T2表示取第 2 水 平时相应的实验结果之和，用 T3表示取第 3 水平时相 应的实验结果之和，即： T1 = 70 + 66 + 69.6 = 205.6; T2 = 68.7 + 77.5 + 81.5 = 227.7; T3 = 72.6 + 76.9 + 81.6 = 231.1. 这 3 个数值都是 3 个实验结果之和，为比较因素 A 不同水平的好坏，引入： m1 = T1 /3 = 205.6/3 = 68.53； m2 = T2 /3 = 227.7/3 = 75.9； m3 = T3 /3 = 231.1/3 = 77.03． 式中，m1，m2，m3为因素 A 相应水平的综合平均值． 对因素 B 和 C 也用同样的方法计算，计算结果见 表 3． 为直观起见，以因素的水平为横坐标，综合平均 值为纵坐标，画出各因素与金属化率的关系，如图 2 所示． 表 3 密闭还原气氛下实验结果及分析计算表 实验号 A B C 金属化率/ ％ 1 1（0.56） 1（1250℃） 3（30 min） 70.0 2 1（0.56） 2（1300℃） 2（25 min） 66.0 3 1（0.56） 3（1350℃） 1（20 min） 69.6 4 2（0.68） 1（1250℃） 2（25 min） 68.7 5 2（0.68） 2（1300℃） 1（20 min） 77.5 6 2（0.68） 3（1350℃） 3（30 min） 81.5 7 3（0.80） 1（1250℃） 1（20 min） 72.6 8 3（0.80） 2（1300℃） 3（30 min） 76.9 9 3（0.80） 3（1350℃） 2（25 min） 81.6 T1 205.6 211.3 219.7 T2 227.7 220.4 216.3 T3 231.1 232.7 228.4 m1 68.53 70.43 73.23 m2 75.90 73.47 72.10 m3 77.03 77.57 76.13 极差 8.50 7.13 4.03 优选 方案 3（0.80） 3（1350℃） 3（30 min） 注：因素 A 为 C/O，因素 B 为焙烧温度，因素 C 为焙烧时间；1、2、3 分别表示各因素下的 3 个水平． 通过表 3 的极差和图 2 可知，C/O 为影响金属化 率的最重要因素，焙烧温度次之，焙烧温度最小，并 确定其最佳水平组合为：C/O 为 0.8，1350℃的焙烧温 度，30 min 的焙烧时间．而在 9 次实验中没有包括这 个水平组合，故做追加实验，在此条件下，实验结果 发现有部分渣铁分离现象． 由图 2 可看出，金属化率总体上是随着三个影响 因素的增加而增大的．首先实验增加配煤量，其金属 化率最高可达 90%，但金属化球强度迅速下降，分析 其原因为：由于球团内杂质含量增加，导致还原生成 的铁被杂质包围，无法形成网状结构，致使强度降 低．然后又重复了延长时间和升高温度的实验，均有 不同程度的渣铁分离发生，因此，考虑到金属化球的 强度问题，选择最佳工艺条件为 C/O 为 0.8，1350℃ 的焙烧温度，25 min 的焙烧时间． 3 敞开氧化气氛(大气环境)实验 高温下，含碳球团进行自还原时有 CO 放出，当 球团表面气流比较平稳时，在料层表面可形成还原气 氛，尽管如此，宏观上考虑，实际生产是在氧化气氛 下进行的，因此，实验球团在氧化气氛下的反应状况 就非常有必要，同时又引入了金属化球落下强度和抗

Vol.29 Suppl.1 任江涛等：红土贫铁矿的金属化 161· 压强度两个指标，以选择适当的强度，满足实际生产 一部分测落下强度，一部分研磨制样，进行成分分析. 中对原料强度的要求， 80r (a) 烧嘴 燃烧区 75 进料口 出料口 70 图3火焰炉示意图 3.3实验结果与分析 65 0.56 0.68 0.80 敞开氧化气氛下的实验结果如表4，其金属化率 C/O 相对于还原气氛要低 80 (b) 表4散开还原气氛下实验结果 焙烧温度 75 实验号 C/O 培烧时间/min金属化率/% ℃ 1 0.80(1) 1280(1) 20(3) 533 0.80(1) 1310(2) 25(2) 52.7 3 0.80(1) 1340(3) 30(1) 48.6 65 0.85(2) 1310(1) 30(2) 46.9 1250 1300 1350 0.85(2) 1340(2) 20(1) 57.2 焙烧温度/C 6 0.85(2) 1280(3) 25(3) 56.6 80m 1 0.90(3) 1340(1) 25(1) 52.8 (c) f 0.90(3) 1280(2) 30(3) 55.8 75 9 0.90(3) 1310(3) 20(2) 54.7 氧化气氛下，从直观上看，在金属化球上表面有 70 一层氧化层（如图4），而还原气氛下的金属化球表面不 存在此现象（如图5）：同时，在氧化气氛条件下，金属 65 20 25 30 化球团的切断面已呈现有明显的金属光泽，经化学分 焙烧时间/min 析，其内部金属化率已达70%以上.因此，氧化气氛 图2CO、焙烧温度和焙烧时间对金属化率的影响 下含碳球团是可以还原的，其金属化率降低的主要原 因是上表面的再氧化.在氧化气氛下这层氧化层只有 3.1主体设备 尽可能减少而不可能消失，另外，在实验条件下，火 焙烧设备为分段焙烧炉，以液化石油气为热源， 焰高度距离料表面太近，导致料表面附近的气体搅动 并用300℃热风助燃，示意图如图3所示.炉长1500 剧烈，含碳球团还原时生成的CO没有机会在料表面 mm,炉顶为弧形，最高点距底面300mm,由于燃烧 形成还原气氛，这也是表面氧化严重的一个原因.为 火焰距离料面短，因此具有比实际转底炉更强的氧化 减轻此问题，在现有的实验条件下，在料表面撒一些 环境.热风、煤气流量和抽风压力均可调，炉膛前后 焦粉，进行重复实验，结果表明此方法有利于减轻表 温度和炉底温度均有铂铑热电偶测量，温度大小由煤 面氧化. 气流量来控制. 由于氧化层的存在，降低了金属化率，但对金属 3.2实验方案与步骤 化球强度有一定的提高作用，强度已不在是主要问题. 以密闭还原实验为基础，由于炉内强氧化环境， 此实验证明在氧化气氛下，采用含碳球团的方法焙烧 对还原温度做适当调整，用正交表来设计实验方案 还原处理此矿是可行的，但表面的再氧化导致金属化 将装有球团的碳盆从进料端推入，以均匀的时间 率降低，由于实验设备的原因，无法控制球团表面的气 和步长向前移动，焙烧时间及焙烧温度见表4，将焙 体搅动，而实际生产中的炉底气体搅动很小，有利于 烧后的样品冷却后分为三部分，一部分测抗压强度， 减轻表面氧化，依据还原气氛下的还原结果，可知氧

Vol.29 Suppl.1 任江涛等：红土贫铁矿的金属化 • 161 • 压强度两个指标，以选择适当的强度，满足实际生产 中对原料强度的要求． 图 2 C/O、焙烧温度和焙烧时间对金属化率的影响 3.1 主体设备 焙烧设备为分段焙烧炉，以液化石油气为热源， 并用 300℃热风助燃，示意图如图 3 所示．炉长 1500 mm，炉顶为弧形，最高点距底面 300 mm，由于燃烧 火焰距离料面短，因此具有比实际转底炉更强的氧化 环境．热风、煤气流量和抽风压力均可调，炉膛前后 温度和炉底温度均有铂铑热电偶测量，温度大小由煤 气流量来控制． 3.2 实验方案与步骤 以密闭还原实验为基础，由于炉内强氧化环境， 对还原温度做适当调整，用正交表来设计实验方案． 将装有球团的碳盆从进料端推入，以均匀的时间 和步长向前移动，焙烧时间及焙烧温度见表 4，将焙 烧后的样品冷却后分为三部分，一部分测抗压强度， 一部分测落下强度，一部分研磨制样，进行成分分析． 图 3 火焰炉示意图 3.3 实验结果与分析 敞开氧化气氛下的实验结果如表 4，其金属化率 相对于还原气氛要低． 表 4 敞开还原气氛下实验结果 实验号 C/O 焙烧温度 /℃ 焙烧时间/min 金属化率/％ 1 0.80（1） 1280（1） 20（3） 53.3 2 0.80（1） 1310（2） 25（2） 52.7 3 0.80（1） 1340（3） 30（1） 48.6 4 0.85（2） 1310（1） 30（2） 46.9 5 0.85（2） 1340（2） 20（1） 57.2 6 0.85（2） 1280（3） 25（3） 56.6 7 0.90（3） 1340（1） 25（1） 52.8 8 0.90（3） 1280（2） 30（3） 55.8 9 0.90（3） 1310（3） 20（2） 54.7 氧化气氛下，从直观上看，在金属化球上表面有 一层氧化层(如图 4)，而还原气氛下的金属化球表面不 存在此现象(如图 5)；同时，在氧化气氛条件下，金属 化球团的切断面已呈现有明显的金属光泽，经化学分 析，其内部金属化率已达 70%以上．因此，氧化气氛 下含碳球团是可以还原的，其金属化率降低的主要原 因是上表面的再氧化．在氧化气氛下这层氧化层只有 尽可能减少而不可能消失，另外，在实验条件下，火 焰高度距离料表面太近，导致料表面附近的气体搅动 剧烈，含碳球团还原时生成的 CO 没有机会在料表面 形成还原气氛，这也是表面氧化严重的一个原因．为 减轻此问题，在现有的实验条件下，在料表面撒一些 焦粉，进行重复实验，结果表明此方法有利于减轻表 面氧化． 由于氧化层的存在，降低了金属化率，但对金属 化球强度有一定的提高作用，强度已不在是主要问题． 此实验证明在氧化气氛下，采用含碳球团的方法焙烧 还原处理此矿是可行的，但表面的再氧化导致金属化 率降低,由于实验设备的原因，无法控制球团表面的气 体搅动，而实际生产中的炉底气体搅动很小，有利于 减轻表面氧化，依据还原气氛下的还原结果，可知氧

·162· 北京科技大学学报 2007年增刊1 化气氛下的金属化率有很大的提高空间. 率的最佳工艺条件，但在更高温度或更长时间下所出 现的渣铁分离现象需进一步研究， (2)氧化气氛下实验证明了在实际生产条件下进 行焙烧还原的可行性，而表面再氧化问题需采取适当 的方法处理， (3)处理此矿的实验方法及结论，对于综合利用 其它一些难处理的贫矿或治金废弃物有指导意义. Icm 参考文献 图4氧化气氛下的金属化球表面 [1]Sarma B,Fruehan R J.A review of coal-based direct ironmaking processes //ICSTI/ronmaking Conference Proceedings.Toronto On- tario,Canada,1998:1537 2]汪琦.铁矿含碳球团技术.北京：治金工业出版社，2005 B)徐萌.转底炉煤基热风熔融炼铁工艺的基础性研究[学位论文].北 京：北京科技大学，2006 4黄务涤.国外转底炉的发展[报告].北京：北京科技大学，2006 [5]Miyagawa K,Meissner H D.Development of the FASTMET as a new direct reduction process //ICSTI/Ironmaking Conference Proceedings. I cm Toronto Ontario,Canada,1998:977 [6方开泰，马长兴.正交与均匀试验设计.北京：科学出版社，2001 图5还原气氛下的金属化球表面 [可张建良，闫永芳，徐萌，赵小红，张曦东。高炉含锌粉尘的脱锌 处理.铜铁，2006,41(10)：78 4结论 (1)通过还原气氛实验，得到了获得理想金属化 Metallization of laterite lean iron ore REN Jiangtao,ZHU Rong,GAO Feng,LIN Fang,WAN Tianji,REN Daning Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Roasting reduction of the laterite lean iron ore was tested in reduction atmosphere.The optimal pa- rameters of roasting reduction in reduction atmosphere with a metallization rate up to more than 80%were determined by orthogonal method.The roasting temperature is 1350C,the roasting time is 25 min and C/O is 0.8.Under the condi- tion of higher temperature or longer roasting time,a separation phenomenon of slag and iron was found.In order to ac- cord with the practical condition,the experiment was carried out in oxidation atmosphere.Because of the oxidation layer in the surface of the pellet,the metallization rate declined to nearly 50%,and it's good for increasing the metalli- zation rate by reducing the oxidation layer.At the same time,the feasibility of roasting reduction in oxidation atmos- phere was approved by the experiment. KEY WORDS lean iron ore;roasting reduction;C-bearing pellet

• 162 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 化气氛下的金属化率有很大的提高空间． 图 4 氧化气氛下的金属化球表面 图 5 还原气氛下的金属化球表面 4 结论 （1）通过还原气氛实验，得到了获得理想金属化 率的最佳工艺条件，但在更高温度或更长时间下所出 现的渣铁分离现象需进一步研究． （2）氧化气氛下实验证明了在实际生产条件下进 行焙烧还原的可行性，而表面再氧化问题需采取适当 的方法处理． （3）处理此矿的实验方法及结论，对于综合利用 其它一些难处理的贫矿或冶金废弃物有指导意义． 参 考 文 献 [1] Sarma B, Fruehan R J. A review of coal-based direct ironmaking processes // ICSTI/Ironmaking Conference Proceedings. Toronto On￾tario, Canada, 1998: 1537 [2] 汪琦．铁矿含碳球团技术．北京：冶金工业出版社，2005 [3] 徐萌．转底炉煤基热风熔融炼铁工艺的基础性研究[学位论文]．北 京：北京科技大学，2006 [4] 黄务涤．国外转底炉的发展[报告]．北京：北京科技大学，2006. [5] Miyagawa K, Meissner H D. Development of the FASTMET as a new direct reduction process // ICSTI/Ironmaking Conference Proceedings. Toronto Ontario, Canada, 1998: 977 [6] 方开泰，马长兴．正交与均匀试验设计．北京：科学出版社，2001 [7] 张建良，闫永芳，徐萌，赵小红，张曦东．高炉含锌粉尘的脱锌 处理．钢铁，2006，41 (10)：78 Metallization of laterite lean iron ore REN Jiangtao, ZHU Rong, GAO Feng, LIN Fang, WAN Tianji, REN Daning Metallurgical and Ecological Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China ABSTRACT Roasting reduction of the laterite lean iron ore was tested in reduction atmosphere. The optimal pa￾rameters of roasting reduction in reduction atmosphere with a metallization rate up to more than 80% were determined by orthogonal method. The roasting temperature is 1350℃, the roasting time is 25 min and C/O is 0.8. Under the condi￾tion of higher temperature or longer roasting time, a separation phenomenon of slag and iron was found. In order to ac￾cord with the practical condition, the experiment was carried out in oxidation atmosphere. Because of the oxidation layer in the surface of the pellet, the metallization rate declined to nearly 50%, and it’s good for increasing the metalli￾zation rate by reducing the oxidation layer. At the same time, the feasibility of roasting reduction in oxidation atmos￾phere was approved by the experiment. KEY WORDS lean iron ore; roasting reduction; C-bearing pellet