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配加马来西亚矿的烧结研究

夏志坚，陈晓光，张军霞

(浙江省宁波市北仑区宁波钢铁有限公司邮编315807)

摘  要  本文简要的对马来西亚某中品位粉矿进行了矿相研究，初步了解该矿的矿物组成。利用厂内烧结杯试验设备，进行马来西亚粉不同配比的烧结性能的对比试验研究。在烧结杯试验的基础上进行了和澳洲褐铁矿配加5％的工业性对比试验。通过烧结杯和工业试验研究配加少量马来西亚粉后烧结技术经济指标和冶金性能的变化。

关键词  马来西亚粉矿：烧结杯试验：工业试验：垂直烧结速度

1  前言

近几年，受国内钢铁产能大幅攀升的影响，国内外矿石市场资源持续紧张，市场上流行的成熟品种价格普遍较高，而且供给不足。在铁矿石高利润时代，各种新品种铁矿石不断涌现。特别是东南亚地区小矿山开发力度正在逐步加大，像印度尼西亚、泰国、菲律宾、马来西亚等。而很多矿山开采或销售运作都有中国企业家和商人的配合，这些国家的铁矿大多销往中国各大钢铁厂。小品种矿虽市场开发较晚、品质略差，但因销售价格相对低，少量配加东南亚矿石不但可以拓展我公司的采购渠道，而且在不降低烧结质量的情况下，可以降低配矿成本。

2  烧结杯试验研究

2．1物化性能

用于试验的铁矿是马来西亚某矿山的中品位粉矿(以下简称：矿粉M)。粒度组成：+5mm的粒级含量为6．61％，1—5mm的粒级含量为26．21％，一1mm的粒级含量为67．18％。粒度组成不理想，总体偏细。堆比重为1．945t／m3。烧损为5．56％。

矿粉M含铁品位为57．88％左右，SiO2含量6．49％，S含量0．12％，P、K、Na等有害杂质比较低，CaO、MgO等有效熔剂含量较高。与澳洲某主流褐铁矿(以下简称：澳粉A)相比，铁含量相当，SiO2含量高1．37％，S含量高0．11％，Al2O3含量高0．24％。下表1、表2为矿粉M和澳粉A的化学成份和粒级组成比较。

2．2  矿物组成

通过铁矿相分析可知，矿粉M主要矿物组成为磁铁矿占31．57％，赤铁矿占19．33％，赤铁矿沿磁铁矿边缘进行交代，呈假象赤铁矿(见图3)，褐铁矿占24．62％，褐铁矿沿赤铁矿裂隙进行交代，程度不断加深(见图1、图2)，伴生矿主要有黄铁矿、铁白云石、高岭图、石英和方解石。矿物组成定量分析见图4。

2．3烧结杯试验

2．3．1烧结杯试验原燃料

本次试验含铁原料选用厂内现有混匀矿，外配不同比例的矿粉M。为排除生灰的干扰，本次试验没有配用生石灰，熔剂使用石灰石粉、白云石粉和蛇纹石。燃料全部使用焦粉。熔剂和燃料的粒度按照厂内生产工艺要求控制。烧结杯试验用原燃料见下表3。

2．3．2烧结杯参数和试验配比

本次试验在0300mm×700mm烧结杯中进行，主要操作工艺参数如下：

制粒时间：3min；    料层厚度：700mm；    点火时间：1min；

铺底料厚度：～30mm；  点火温度：1100±50℃；  点火负压：5000Pa；

烧结负压：14000Pa；  保温时间：1100℃→900±20℃温度，时间为1min；

冷却时间：在7000Pa的负压下冷却3min。

烧结杯进行了三个方案的对比试验，具体见下表4。三个方案的烧结矿碱度均控制在1．8，MgO控制为1．85，通过配加蛇纹石调整三个方案的烧结矿SiO2含量基本相同。

2．3．3试验结果及分析

2．3．3．1混合料粒级组成

通过烧结杯试验可以看出，随着矿粉M配比的增加，混合料收缩量略微降低，垂直烧结速度下降。收缩量略微降低的主要原因是，随着矿粉M配比的增加，细粒级量增加，混合料的疏松性劣化；垂直烧结速下降的主要原因是：矿粉M粒级偏细，一1mm粘附料比例高达77．28％，一0．25mm的细料含量高达58．28％。矿粉M配用比例增加后，混合料的粒级组成劣化。不同配矿方案混合料的粒级组成见下表5。从表5可以明显看出，矿粉M配用为0％、5％和10％的比例后，混合料+3mm的粒级含量从59．98％下降到56．33％和52．96％。垂直烧结速度与混合料中3～0mm含量基本成反比例关系，因此随着矿粉M配比的增加，混合料中3～0mm含量递增，垂直烧结速度下降。    

2．3．3．2烧结矿成品率

配加矿粉M后，烧结矿的成品率从80．42％升高到82．50％。烧结矿成品率呈现了先升后降的趋势。主要原因是随着矿粉M配比的增加，混合料透气性下降，烧结矿强度改善，但当透气性低于适宜范围后烧结矿强度开始下降，导致烧结矿成品率下降。

2．3．3．3烧结矿冶金性能

由表6可看出，配加矿粉M后，烧结矿冶金性能良好。烧结矿的低温还原粉化指标稍有改善，RID+3．15上升。还原度也有所提高。

2．3．3．3试验结构分析

由下表7可知，矿粉M配比为5％时，烧结矿的转鼓指数达最高，为74．27％，同时烧结矿的固体燃料消耗、5—10mm粒级含量和烧结矿的平均粒级均较好。矿粉M配比为10％时，转鼓强度又稍有下降。试验表明，矿粉M在混合料透气性过好时，适当配加可以调整垂直烧结速度。但是矿粉M的高温性能应该比方案l混合料的要好。因为在劣化透气性后，转鼓指数、成品率、固体燃料消耗、成品烧结矿粒级均比方案1有一定改善。

3  工业试验研究

3．1工业试验配比

工业试验选用化学成份跟矿粉M比较接近的澳洲褐铁矿粉进行对比试验。为避免对生产的大幅度影响，试验方案配用比例定为5％。含铁料混匀矿的配比见下表8。根据当时的实际生产情况，烧结矿的碱度定为R=2．1±0．08，MgO含量控制在2．00％左右。整个试验中，烧结矿配加的熔剂中生石灰的配比保持在3％不变，烧结矿碱度和。MgO含量的稳定通过石灰石粉和白云石粉调整实现，燃料全部配用高炉槽下焦粉。

3．2  工业试验结果及分析

工业试验在430m2的烧结机上进行。试验时间定在2011年9月6日至24日，6日至14日为基准期，15至24日为试验期。工业试验期和基准期烧结矿的MgO含量和烧结矿的碱度控制在同一水平。烧结终点控制在22～23号风箱，总管负压17Kpa左右，总管温度控制在140～150℃之间。料层厚度为720mm。烧结终点的控制通过固定料层厚度，调整烧结机速度实现。工业试验结果见下表9和表10。

由表9可知，用5％的矿粉M替代5％澳洲褐铁矿后，烧结矿的Al2O3含量提高了0．01％，SiO2含量提高了0．05％，烧结矿的品位下降了0．03％。尽管矿粉M的SiO2、Al2O3等杂质比澳洲褐铁矿高，但附带的CaO、MgO等有效熔剂含量也较高，烧损比较低。最终，烧结矿的成份变化不明显。试验期间，烧结中配加石灰石、白云石等熔剂量少，配矿成本可以微微降低。

由表10可知，试验期比基准期的垂直烧结速度、利用系数有所下降，烧结成品率提高了0．3％，转鼓指数提高了0．12％，固体燃料消耗降低了0．2％。成品烧结矿的粒度组成也有所改善，平均粒级提高了0．07mm，5～10mm含量降低了0．13％。烧结矿的低温还原粉化指标保持稳定。

工业试验与烧结杯试验的结论趋同，后来因为资源不稳定没有继续增加配比。

4  结束语

1)矿粉M是赤褐混合矿，褐铁矿比例仅占24．62％，烧损适中，有害杂质少，可直接用于烧结生产。

2)矿粉M粒度组成较差，烧结速度慢，但具有良好的成矿性能，少量配加矿粉M替代澳洲褐铁矿可以提高烧结矿的转鼓指数，改善烧结矿的粒度组成。

3)积极寻找铁矿新资源，研究其烧结性能并引进配用，对于拓宽资源渠道和降低生产成本具有推进作用。