超级铁精矿可行性分析及项目前景 下载本文

超纯铁精矿粉既是一种选矿深加工产品,又是一种新型功能材料。与铁鳞相比较,它具有纯度高,量大质稳,有害杂技少,特别是锰含量极低等优点。并且由于选矿深加工工艺技术的需要,使其粒度较细,-200目的粒级含量达到95%以止,比表面积大,从而增加了与CO的反应速度,使得铁粉生产率较铁鳞高36%左右,而且该工艺具有流程短,能耗低等特点。再者用它生产的还原铁粉具有发达的海绵体结构,颗粒更加疏松多孔,这样一来,在很大程度上提高了铁粉的成型性和压缩性,改善了铁粉压坯的烧结性能,因而它在节材省能、改进质量、提高产量方面更具有潜力。其次,用它来生产金属化球团,直接轧制钢材;由于失红价格昂贵,铁鳞成分不稳、大多磁性材料生产厂家用超纯铁精矿粉生产的海绵铁快速冷却制取非平衡材料、废水处理、化工颜料、蓄电池、高纯度的海绵铁,作为冶炼特种钢的原料等等。

2国外超纯铁精矿粉还原铁粉的发展及技术进步

在国外,用超纯铁精矿粉进行还原铁粉的生产厂家中,瑞典的赫格纳斯公司是走在最前沿的。早在1911年瑞典赫格纳斯公司就开始了将磁铁精矿粉用焦炭与石灰石的混合物,在坑式环形窑中还原成海绵铁用于炬钢。直到1936年这种海绵铁才开始用于粉末冶金工业和电焊

条工业。随着铁粉用途的不断改进、拓宽,对还原铁粉的质量有了更高的要求,为满足这一要求,在1946年在工艺上增加增加了氢气二次精还原处理,这在提高铁粉化学纯度和改善铁粉的物理性能、冶金性能方面有了很大的突破,使得铁粉C含量低于0.01%,氢损值降低到0.12%左右,压缩性达到6.8g/cm3。此时,世界上目前最先进的阳成熟的碳—氢两步法直接还原铁粉生产工艺初步形成。

自20世纪50年代以来,随着在生产实践中不断地探索总结,利用先进的还原设备隧道窑逐步替代了原始的环形坑式窑,这在还原过程、能耗上都是一个很大的进步,并且在装料方式上也有了革新,首先经历了平铺层装、垂直层装、环装,在还原过程中料层的传抽刀断水效率有了很好的改善,使得料层还原较透,夹生现象减少,产品总铁含量增加显著。随后又必胜柱状法,都在很大程度上节省了还原过程,发送了还原铁粉的物理化学、冶金性能,使得其用途更进一步的拓宽。许多国外生产厂家更关注这一点,瑞典赫格纳斯公司曾一度进行技术改革,降低超纯铁精矿粉中杂质SiO2的含量,改善铁粉质量;加长窑体,扩大规模,提高产量。日本川崎制铁公司为扩大其还原铁粉生产规模,早在1985年就从我国购买由铁精矿粉生产的海绵铁中间产品,另外,俄罗斯苏林冶金厂、西欧、北美一些国家都开始了磁铁精矿粉还原铁粉的生产,在这些国家由高纯铁精矿粉生产还原铁粉占全年铁粉产量的80%~90%。

目前,国外广泛应用生产还原铁粉的方法主要有固体碳还原法、气体还原法、气—固联合还原法,但两步法还原工艺是现阶段世界上发展最成熟、最先进的工艺。随着科学技术的不断发展,铁粉质量、性能将受到了严峻考验,使得国外铁粉生产技术不断的更新,近年来雾化法生产铁粉成了国外铁粉的主要生产方法,例如北美、西欧、日本铁粉年产量达到60万~70万吨,而还原铁粉大约只有10万吨左右,其余是雾化铁粉,因此,近年来国外对还原法铁粉生产工艺的改进不多。

3我国超纯铁精矿粉还原铁粉的发展和现状

我国虽然在20世纪60~70年代已经开始了还原铁粉的生产,但是在当时国情下,并没有重视以超纯铁精矿粉为原料的还原铁粉生产。自20世界年代中期以来,对山西左权、本溪南检录的铁精矿粉进行了高纯铁精矿粉生产还原铁粉的初试验研究,取得了较好 的成果,但在铁精矿提纯方面,由于工艺技术的不完善,导致还原铁粉杂技含量高、质量差,大大的阻碍了铁粉在用途上的拓宽。1998年我国工业铁粉产量虽然达到6.35万吨,而用超纯铁精矿粉为原料生产的铁粉产量还未突破零。

随着选矿深加工技术的不断发展,在国内高强度、高密度粉末冶金机

械零件用工业铁粉还存在大批量进口的严峻形势下,国内粉末冶金工作者开始致力于这方面的研究,在国内具有能大批量生产优质还原铁粉的原料资源条件下,引进和借鉴国外先进技术、先进设备,对国内原有一些还原铁粉生产工厂改建,达到以超纯铁精矿粉为原料生产还原铁粉的目的。 ……

4我国高纯铁精粉生产铁粉的前景

用高纯铁精矿粉生产还原铁粉的轧钢铁鳞存在着来源范围小、化学成分波动大、质量差、价格高等问题,因而用超纯铁精矿粉作为原料生产铁粉的紧凑、短流程是我国今后生产铁粉的主要工艺之一,开发用还原铁粉新工艺技术成为历史的必然。

资源条件。我国的资源丰富,已探明的储量大约为7000亿吨,煤种齐全,颁布广泛,并且适合该工艺的铁矿资源也很丰富,例如山西左权、辽宁本溪南芬、冀东地区产有大量优质的磁铁精矿粉,平均拥有5万~10万吨的生产能力,且结晶颗粒大、易磨易选。而选矿精选技术的进一步发展为铁精矿的进一步提纯打下了坚实的基础,另外,我

国早在铁精矿提纯方面做了大量的工作,如天津地擀研究所于1997年通过工业试验,成功选出总铁含量大于71%、 SiO2小于0.4%的铁精矿;辽宁北票铁矿公司于1996年引进国外先进技术,建功立业成了2万吨的生产线,本钢也在这方面作了大量工作。因此这种资源特点和先期工作为我国高线铁精矿粉生产还原铁粉假造了条件。

市场要求。随着我国粉末冶金机械零件工业和汽车制造工业的发展,对铁粉需求量迅速增加,据资料统计,每辆汽车单车国产粉末冶金零件重量从3.6kg 左右增加到5kg左右,而粉末冶金机械零件的应用从42%升至55%左右;在磁性材料方面的应用大约在2万t/a左右,加之矿浆还原—轧制带材或箔材等新工艺的出现,不仅拓展了其用途,而且需求量也越来越大。

总之,目前我国用高纯铁精矿生产还原铁粉的技术已进入稳定发展的新阶段,还原铁粉将成为汽车工业生产不可缺少的部分,很大程度上用来解决我国高强度、高密度机械零