1、難處理復(fù)雜鐵礦加工技術(shù)研究進(jìn)展劉明霞(中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院,湖南410083摘要:本文圍繞難處理復(fù)雜鐵礦加工技術(shù),簡要描述了近年來選礦技術(shù)所取得的進(jìn)展,還沿著選冶的主線,介紹了燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)、新型造塊技術(shù)復(fù)核造塊法的進(jìn)展以及非高爐冶煉方法的直接還原法和熔融還原法的研究現(xiàn)狀,對難處理復(fù)雜鐵礦的利用現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要評述。關(guān)鍵字:選礦;燒結(jié);燒結(jié)球團(tuán);復(fù)合造塊法;直接還原;熔融還原Abstract:Key words:0 引言我國資源豐而不富,97.7%為貧礦,平均品位33%,比世界平均品位低11個百分點,且資源總體質(zhì)量不高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多共生、伴生和復(fù)合礦石,加強(qiáng)資源利用必須強(qiáng)化選礦工藝。當(dāng)然

2、,鋼鐵冶金的發(fā)展不只需要選礦技術(shù),還需要冶煉技術(shù),造塊技術(shù)的發(fā)展成為鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然,我國鐵礦資源和煤炭資源的現(xiàn)狀以及鋼鐵工業(yè)發(fā)展特點又決定了直接還原和熔融還原的穩(wěn)步上升。近年來,針對某些復(fù)雜難處理鐵礦石,我國相關(guān)科研工作者進(jìn)行一系列的科研攻關(guān),研究出很多新的選礦方法和選礦設(shè)備,還有的就是突破傳統(tǒng)的選礦燒結(jié)高爐流程觀念,進(jìn)行礦石直接冶煉,即直接還原和熔融還原的方法處理這些礦石,實現(xiàn)了鐵的有效富集和資源的合理利用。1 復(fù)雜難選鐵礦選礦技術(shù)的進(jìn)展當(dāng)今世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),鋼鐵工業(yè)規(guī)模與國民經(jīng)濟(jì)相輔相成,直接導(dǎo)致了鋼鐵原材料需求急劇增大。隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快,我國鋼鐵總產(chǎn)

3、量更是躍居世界第一,而鐵礦“貧”“細(xì)”“散”“雜”的特質(zhì)也讓我國超過日本成為世界上最大的鐵礦進(jìn)口國,進(jìn)口量占據(jù)我國成品鐵礦石需求總量的一半以上,龐大的進(jìn)口依存度成為我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)濟(jì)安全的重大隱患,因而,迫切需要依靠技術(shù)進(jìn)步來最大限度地利用國內(nèi)現(xiàn)有鐵礦資源,快速發(fā)展選礦技術(shù),加強(qiáng)不能利用的復(fù)雜鐵礦石以及雖能利用但是質(zhì)量和利用率低的鐵礦資源的利用,充分挖掘現(xiàn)有鐵礦山的生產(chǎn)潛力,提高鐵礦石自給率,保障我國鋼鐵行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。1.1選礦工藝的強(qiáng)化配合(復(fù)雜難處理鐵礦選礦技術(shù)研究進(jìn)展word文檔傳統(tǒng)的選礦技術(shù)包括破碎、篩分、磨礦、重選、電選、磁選、浮選等能處理大部分天然礦物原料,但是隨著人類對礦物資源的

4、需求不斷增加和礦物資源中富礦減少、貧細(xì)礦物資源的增加以及礦山固體廢棄物、廢水等對環(huán)境的污染和治理問題日益受到重視,開發(fā)新的選礦技術(shù)以加強(qiáng)資源綜合利用的要求日益迫切(資源加工學(xué)。我國菱鐵礦石理論品位低,且經(jīng)常與鈣、鎂、錳呈類質(zhì)同象共生,采用物理選礦方法鐵精礦品位很難達(dá)到百分之45以上,而比較經(jīng)濟(jì)的選礦方法重選、強(qiáng)磁選,則難以有效地降低鐵精礦中的雜質(zhì)含量。中國五礦集團(tuán)公司所屬長沙礦冶研究院對大西溝菱鐵礦進(jìn)行了大量試驗研究工作,提出了磁化焙燒-磁選-浮選工藝流程,有效提高鐵礦產(chǎn)率、品位和回收率,又成功解決了焙燒熱耗高、回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈等工程技術(shù)問題,降低能耗,提高資源利用率,實現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)。(中國五礦低品

5、位復(fù)雜難處理磷鐵礦選礦技術(shù)研究重大成果褐鐵礦中富含結(jié)晶水,采用物理選礦方法鐵精礦品位很難達(dá)到60%,另外由于褐鐵礦在破碎磨礦過程中極易泥化,難以獲得較高的金屬回收率。過去具有工業(yè)生產(chǎn)實踐的選礦工藝有強(qiáng)磁選、強(qiáng)磁選正浮選,但由于受褐鐵礦石性質(zhì)(極易泥化、強(qiáng)磁選設(shè)備(對-20m鐵礦物回收率較差及浮選藥劑的制約,其選別指標(biāo)較或成本過高導(dǎo)致該類鐵礦石基本沒有得到有效利用。我國科研工作者通過一系列試驗研制出強(qiáng)磁選反浮選焙燒聯(lián)合分選褐鐵礦工藝,即先通過強(qiáng)磁反浮選獲得低雜質(zhì)含量的鐵精礦,然后通過普通焙燒或者與磁鐵精礦混合生產(chǎn)球團(tuán)礦可大幅度提高產(chǎn)品的鐵品位作為優(yōu)質(zhì)煉鐵原料,使褐鐵礦的利用成為了可能。(我國復(fù)雜

6、難選鐵礦的選礦技術(shù)進(jìn)展我國大多鐵礦石中都含有兩種以上的鐵礦物,且很多有伴生或共生的復(fù)雜關(guān)系,可選性較差。常規(guī)的選礦工藝均可用于分選該類鐵礦石,但鐵精礦品位和回收率以及共伴生有價元素回收率都難以提高。為此,近幾年開展了大量的相關(guān)研究工作,較突出的研究成果是弱磁強(qiáng)磁浮選、磁化焙燒反浮選和弱磁強(qiáng)磁反浮選工藝等聯(lián)合工藝,達(dá)到提高精礦品位、降雜作業(yè)率和除鐵以外的其他元素如稀土、釩鈦等的合理利用的目的。(我國復(fù)雜難選鐵礦的選礦技術(shù)進(jìn)展(白云鄂博多金屬共生鐵礦石選礦工藝的研究探討鮞狀赤鐵礦嵌布粒度極細(xì)且經(jīng)常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹,因此鮞狀赤鐵礦石是目前國內(nèi)外公認(rèn)的最難選的鐵礦石類型。過去

7、相對較好的還原焙燒弱磁選工藝中,選礦設(shè)備難以有效回收超細(xì)磨的-10m的微細(xì)粒鐵礦物,使得該礦物難以有效利用,現(xiàn)在研制的超細(xì)磨選擇性絮凝(聚團(tuán)強(qiáng)磁選或浮選、還原焙燒超細(xì)磨選擇性絮凝(聚團(tuán)弱磁選或浮選等高效選礦工藝或選冶聯(lián)合工藝已顯現(xiàn)其優(yōu)越性。我國大部分鐵礦石含有硫、磷等有害雜質(zhì),特別是對于富含磁黃鐵礦、微細(xì)粒磷灰石或膠磷礦的鐵礦石,其鐵精礦除雜的難度極大。鐵精礦除硫常用的工藝有浮選、焙燒,而后者成本高且產(chǎn)生環(huán)境污染,因此研究的主攻方向是強(qiáng)化浮選,馬鞍山礦山研究院通過大量的試驗研究,研發(fā)出以高效活化劑為關(guān)鍵技術(shù)的磁鐵礦與磁黃鐵礦高效分離工藝。大量的研究成果證明,鐵精礦除磷可采用磁選、反浮選、選擇性

8、絮凝(聚團(tuán)、酸浸、氯化焙燒酸浸、生物浸出及其聯(lián)合工藝等,其中磁選反浮選、選擇性絮凝(聚團(tuán)反浮選聯(lián)合工藝較經(jīng)濟(jì),氯化焙燒酸浸工藝除磷效果較好,但成本較高,而生物浸出是將來的發(fā)展方向。生物選礦(鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)展評述2000-2004 1.2選礦設(shè)備的進(jìn)展(鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)展評述2000-2004(PPT近年來,選礦過程所需設(shè)備的研制隨著選礦技術(shù)的進(jìn)步也取得了非常大的進(jìn)步。如破碎階段重新發(fā)明新型破碎機(jī)或改造舊有圓錐破碎機(jī)機(jī)理;篩分階段改干式自磨為濕式自磨、改閉路濕式自磨為開路或半開路濕式自磨、用直線振動篩代替一段磨礦分級中的螺旋分級機(jī)、在二段分級中采用水力旋流器;磨礦階段新三段一閉路單段球磨的所謂“新

9、常規(guī)碎磨”、“多碎少磨”;擴(kuò)大磁選機(jī)筒徑、改進(jìn)重選、電選、浮選設(shè)備等,從破碎、磨礦、篩分、選礦各個方面提高選礦作業(yè)率。(復(fù)雜難選鐵礦石選礦工藝的研究與實踐(還可以參考PPT復(fù)雜難選鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)展2 造塊法進(jìn)展傳統(tǒng)的鐵礦造塊有燒結(jié)法、球團(tuán)法和壓團(tuán)法三種。壓團(tuán)法由于產(chǎn)能小、難以滿足現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的需要,目前在工業(yè)上很少采用。長期的研究與實踐表明,高堿度燒結(jié)礦和酸性球團(tuán)礦具有優(yōu)良的機(jī)械和冶金性能,因而成為現(xiàn)代燒結(jié)、球團(tuán)生產(chǎn)的主流產(chǎn)品。然而,由于高堿度燒結(jié)礦或酸性氧化球團(tuán)礦都不能獨(dú)立入爐冶煉,大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)機(jī)構(gòu)采用高堿度燒結(jié)礦與酸性氧化球團(tuán)礦搭配的爐料結(jié)構(gòu),但從煉鐵生產(chǎn)控制、企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益

10、、煉鐵爐料生產(chǎn)現(xiàn)狀以及資源的最新變化等方面考慮,這樣的爐料結(jié)構(gòu)并不是最佳的,燒結(jié)法和球團(tuán)法本身也遇到了挑戰(zhàn),在這樣的背景下,出現(xiàn)了復(fù)合造塊法。(鐵礦粉復(fù)合造塊法研究與應(yīng)用進(jìn)展發(fā)展的燒結(jié)球團(tuán)及復(fù)合造塊技術(shù)不僅適用于難處理復(fù)雜鐵礦,也適用于一般鐵礦。2.1 燒結(jié)技術(shù)的強(qiáng)化鐵礦燒結(jié)應(yīng)與現(xiàn)有鐵礦原料物化性質(zhì)、高爐對燒結(jié)礦的要求、環(huán)境對燒結(jié)過程的要求以及人們對燒結(jié)作業(yè)率、自動化程度的要求聯(lián)系起來,所以,燒結(jié)技術(shù)的強(qiáng)化應(yīng)從這些方面著手。不管是對普通礦燒結(jié),還是難處理復(fù)雜鐵礦燒結(jié),對原料都有一定的要求。一般燒結(jié)對物料的要求為:粉礦08mm,精礦<0.25,返礦05 。鐵礦石由于內(nèi)部CaO、SiO2、A

11、l2O3、MgO及其他元素含量及存在狀態(tài)的區(qū)別而對燒結(jié)造成影響,應(yīng)對按照高爐冶煉要求對鐵礦石進(jìn)行一定的配合,得到混勻礦。(燒結(jié)球團(tuán)學(xué)燒結(jié)生產(chǎn)對熔劑和燃料的粒度都有嚴(yán)格要求,一般要求30mm 的含量應(yīng)分別大于90%、85%,故需要在燒結(jié)前進(jìn)行破碎和篩分。在配料之前有原料的接受、貯存及中和混勻。濟(jì)南鋼鐵(集團(tuán)公司第一煉鐵廠通過開發(fā)自動采制樣系統(tǒng)、建設(shè)新汽車受料槽、提高混勻堆料層數(shù)、增加配料圓盤和采用自動變流量堆料等技術(shù)手段實現(xiàn)混勻料混勻效果的提高、備料能力的提高和配料誤差的降低(濟(jì)鋼燒結(jié)原料系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步;馬鋼料場則在生產(chǎn)中成功探索出“配料秤相對加槽秤移動平均誤差計算法”,大大提高了配料誤差計算二

12、等準(zhǔn)確性,為跟蹤控制配料秤誤差創(chuàng)造了條件,并成功探索出“班班調(diào)整BLOCK切出量計算補(bǔ)償法”,克服了原“班班調(diào)整BLOCK切出量計算法”存在的缺陷,有效提升了生產(chǎn)效率,使混勻礦質(zhì)量產(chǎn)生的質(zhì)的飛躍。(馬鋼料場改進(jìn)混勻配料生產(chǎn)工藝實踐我國采用大型圓筒混合機(jī)和圓筒制粒機(jī),少量小燒結(jié)機(jī)制粒采用圓盤造球機(jī),通過控制加水量、加水方式、混合時間、混合機(jī)充填率、等來實現(xiàn)混合料的混合與制粒。(燒結(jié)球團(tuán)學(xué)、國內(nèi)外燒結(jié)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢燒結(jié)過程強(qiáng)化從布料、點火、燒結(jié)等方面來進(jìn)行說明。布料分為鋪底料和混勻礦的布料,使用鋪底料的作用是保護(hù)篦條、改善篦條透氣性、改善氣流分布,防止細(xì)粒級物料進(jìn)入抽風(fēng)系統(tǒng)(燒結(jié)球團(tuán)學(xué),使布料

13、時物料適當(dāng)偏析,可以提高燃料利用率,減少燃料消耗量,提高燒結(jié)礦質(zhì)量。點火從正確選擇點火爐型式、點火方式、點火時間、點火煤氣等方面來減少煤氣消耗,提高點火質(zhì)量。采用厚料層燒結(jié)、低溫?zé)Y(jié)和高鐵低硅燒結(jié),為高爐增產(chǎn)節(jié)焦和燒結(jié)節(jié)能減排創(chuàng)造條件;采用熱風(fēng)燒結(jié),提高燒結(jié)礦強(qiáng)度,節(jié)能減排;采用燃料分加技術(shù)節(jié)約燃耗;預(yù)熱混合料、燒結(jié)機(jī)大型化、煙氣脫硫等則實現(xiàn)燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的有效提高和投資、污染量的減少。燒結(jié)冷卻技術(shù)逐漸發(fā)展,且加強(qiáng)其余熱利用,例如用于蒸汽預(yù)熱混合料、余熱發(fā)電等。取消熱礦篩,提高燒結(jié)機(jī)作業(yè)率并改善環(huán)保。燒結(jié)礦冷卻并進(jìn)行整粒,改善燒結(jié)礦的粒度組成,保護(hù)高爐設(shè)備,有利于高爐增產(chǎn)節(jié)焦。(國內(nèi)外燒結(jié)技術(shù)現(xiàn)

14、狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)的大中型燒結(jié)機(jī)與日本、韓國的燒結(jié)機(jī)都已廣泛采用三電一體(EIC計算機(jī)控制系統(tǒng),所有的過程檢測參數(shù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)均納入本系統(tǒng),主要的工藝過程進(jìn)行自動控制和凋節(jié),如混合添加水控制、配比計算及控制、點火保溫爐燃燒控制、料層厚度控制等。目前正在大力開發(fā)的有具有記憶、預(yù)測及判斷功能的燒結(jié)操作指導(dǎo)系統(tǒng)和燒結(jié)能量控制系統(tǒng)等。(國內(nèi)外燒結(jié)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2000-2008年間,我國燒結(jié)礦產(chǎn)量從 1.68億噸增加至 5.55億噸,凈增3.87億噸,年增長率為16.2%,燒結(jié)礦產(chǎn)量呈迅速增長的趨勢;燒結(jié)技術(shù)水平也有極大的飛躍,大型化和現(xiàn)代化設(shè)備運(yùn)用普及化,工序能耗和污染大幅降低;燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

15、改善,燒結(jié)日歷作業(yè)率和從業(yè)人員勞動率逐年穩(wěn)步提升,燒結(jié)礦強(qiáng)度和合格率越來越高,固體燃耗和工序能耗逐年下降,利用系數(shù)和監(jiān)督趨于穩(wěn)定,燒結(jié)礦質(zhì)量越來越好。(我國燒結(jié)球團(tuán)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2.2 球團(tuán)法的發(fā)展近年來我國球團(tuán)礦增產(chǎn)較快, 2007年全國重點鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)球團(tuán)礦9367萬噸,進(jìn)口2555萬噸,球團(tuán)礦在爐料結(jié)構(gòu)中的比例以升到19.37%。全國球團(tuán)礦在爐料中比例為14.2%。繼首鋼開發(fā)成功鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯、冷床工藝生產(chǎn)球團(tuán)礦之后,我國球團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)取得了較大進(jìn)步。我國在球團(tuán)的強(qiáng)化造球、優(yōu)化配礦、生球烘烤、回轉(zhuǎn)窯燃燒、窯內(nèi)不結(jié)圈、機(jī)械傳動和自動化控制技術(shù)等方面均取得了進(jìn)步。特別是武鋼500萬t/年能力的

16、鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯達(dá)產(chǎn),表明我國球團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)得到了提升。業(yè)內(nèi)人士已公認(rèn),鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)的球團(tuán)礦質(zhì)量和能耗上是優(yōu)于豎爐生產(chǎn)工藝。目前我國已建設(shè)了30多條鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線,其年生產(chǎn)能力已突破10000萬t。據(jù)統(tǒng)計, 2007年我國球團(tuán)礦產(chǎn)量在12091萬t,其中豎爐為5099萬t,鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)6570萬t,帶式機(jī)為350t。進(jìn)口球團(tuán)礦2555萬t。球團(tuán)在高爐煉鐵爐料比例為19%。2006年采用鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)球團(tuán)礦產(chǎn)量已占球團(tuán)總產(chǎn)量的57%以上,豎爐球團(tuán)比例為36.6%,帶式燒結(jié)機(jī)球團(tuán)比例為 3.4%。這是我國球團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)的一大進(jìn)步,也是一個球團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)里程碑的發(fā)展階段(中國煉鐵技術(shù)

17、發(fā)展評述 2.3 鐵礦粉復(fù)合造塊法基于爐料的偏析、我國球團(tuán)原料(鐵精礦來源短缺、我國礦種缺陷導(dǎo)致的燒結(jié)受限等問題以及非傳統(tǒng)含鐵資源的利用問題,為了有效提高造塊生產(chǎn)過程產(chǎn)質(zhì)量,中南大學(xué)開發(fā)出鐵粉礦復(fù)合造塊法。該方法基于不同含鐵原料制粒、造球、燒結(jié)與焙燒性能的差異,提出了原料分類、分別處理、聯(lián)合焙燒的技術(shù)思想:將造塊用全部原料分為造球料(Pelletizing Materials和基體料(Matrix Materials兩大類。其中,造球料包括傳統(tǒng)的鐵精礦、難處理和復(fù)雜礦經(jīng)磨選獲得的精礦、各種細(xì)粒含鐵二次資源等與粘結(jié)劑;基體料則是除上述原料以外的其他原料,包括全部粒度較粗的鐵粉礦、熔劑、燃料、返礦

18、,當(dāng)含鐵原料中細(xì)精礦為主(比例超過60%時,基體料也包括部分細(xì)粒鐵精礦。在工藝路線上,該方法將質(zhì)量比占20%60%(具體比例視不同企業(yè)的具體情況而定的造球料制備成直徑為816 mm 的酸性球團(tuán),而將基體料在圓筒混合機(jī)中混勻并制成38 mm高堿度顆粒料,然后再將這兩種料混合,并將混合料布料到帶式燒結(jié)或焙燒機(jī)上,采用新的布料方法優(yōu)化球團(tuán)在混合料中的分布,通過點火和抽風(fēng)燒結(jié)、焙燒,制成由酸性球團(tuán)嵌入高堿度基體組成的人造復(fù)合塊礦。(鐵礦粉復(fù)合造塊法研究與應(yīng)用進(jìn)展這種方法既不同于單一燒結(jié)法又不同于單一球團(tuán)法,但同時兼具兩種方法的優(yōu)點,故稱為復(fù)合造塊法。該法的優(yōu)點:調(diào)整了工藝中酸性球團(tuán)的比例,從而調(diào)整產(chǎn)品

19、的總堿度,產(chǎn)品兼具高堿度燒結(jié)礦和酸性球團(tuán)礦性能,避免了煉鐵過程因爐料偏析而帶來的問題;簡化鋼鐵制造流程,降低生產(chǎn)成本;為高鐵低硅精礦的合理利用提供了新的利用途徑;其對原料的要求使鋼鐵生產(chǎn)資源可利用性擴(kuò)大(細(xì)粒物料既可以是傳統(tǒng)的細(xì)粒鐵精礦,也可以是球團(tuán)法難以造球和焙燒的鏡鐵礦、復(fù)雜共生鐵礦的精礦、冶金與化工廠的二次含鐵原料等(鐵礦粉復(fù)合造塊法研究與應(yīng)用進(jìn)展3 非高爐煉鐵技術(shù)的進(jìn)展直接還原、熔融還原屬非高爐煉鐵工藝,又可稱為“非煉焦工藝”,其興起的背景為:資源供應(yīng)日益緊張的制約;原材料價格的上漲和產(chǎn)品價格的競爭;環(huán)境保護(hù)的日趨嚴(yán)格(世界非高爐煉鐵發(fā)展情況及對我國發(fā)展非高爐煉鐵的建議。長期以來,國際

20、鋼鐵界、世界各鋼鐵生產(chǎn)國和企業(yè)對非高爐煉鐵工藝都給予了極大的關(guān)注,進(jìn)行著廣泛、深入的研究開發(fā),已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。直接還原鐵生產(chǎn)企業(yè)已成為鋼鐵生產(chǎn)的一個重要的不可或缺的組成部分,直接還原法也必將成為鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要前沿技術(shù)和方向。(我國非高爐煉鐵發(fā)展前景與建議而熔融還原目前雖僅有一種方法(COREX實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),鐵水產(chǎn)量也僅僅400萬噸,占世界鋼總量不足0.50%,但預(yù)示著鋼鐵工業(yè)發(fā)展的方向。(世界非高爐煉鐵發(fā)展情況及對我國發(fā)展非高爐煉鐵的建議 3.1世界非高爐煉鐵技術(shù)的最新進(jìn)展非可再生的焦炭資源的短缺是世界性的問題,其對以焦炭為燃料、骨架、滲碳主導(dǎo)作用的傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)流程起到了極大的威脅,

21、隨著焦炭供應(yīng)的日益緊張和價格的不斷上升,鋼鐵工業(yè)的發(fā)展必將受到一定的阻礙,所以,擺脫對焦煤的依賴、改變鋼鐵生產(chǎn)能源結(jié)構(gòu)是世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的方向。非高爐煉鐵采用非焦煤為能源生產(chǎn),有助于鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)擺脫焦煤資源對鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展的羈絆是發(fā)展的重要動力。另外,傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)流程會產(chǎn)生大量的溫室和硫化物氣體如CO2、SO2、SO3、COS及氮氧化物等,是向大氣排放粉塵及懸浮微塵的主要工業(yè)部門之一,這與當(dāng)今世界環(huán)境保護(hù)逐漸提上議事日程、受到社會公眾的關(guān)注的趨勢是背道而馳的,因此,作為重度污染的鋼鐵冶金工業(yè)的發(fā)展必須有新的工藝方法來順應(yīng)時代的潮流。當(dāng)然,促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣話以及多樣化資源利用冶金工藝的多樣化

22、的時代趨勢也必須要有新的技術(shù)來承接。非高爐煉鐵技術(shù),不僅緩解了焦炭緊缺的問題,更是減少了環(huán)境污染,加強(qiáng)了對復(fù)雜難處理鐵礦的加工和多樣化資源的利用,并一定程度上簡化了煉鐵工藝。(我國非高爐煉鐵發(fā)展前景與建議受金融危機(jī)的影響,國外直接還原工藝產(chǎn)量雖然有所下降,但是基本維持穩(wěn)定,其中印度小煤機(jī)回轉(zhuǎn)窯是增產(chǎn)的主要部分,且由于其高能耗和低效率及產(chǎn)品的低品質(zhì)而不能代表直接還原的方向。正在運(yùn)行的煤基轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)工藝主要是用于處理鋼鐵粉塵及給高爐或轉(zhuǎn)爐提供原料。氣基直接還原工藝以天然氣為能源,從而限制了其發(fā)展的區(qū)域。今后發(fā)展的方向之一是以煤氣化后獲得的合成氣體為還原氣體。(國外非高爐煉鐵技術(shù)的最新進(jìn)展(世界非高

23、爐煉鐵發(fā)展情況及對我國發(fā)展非高爐煉鐵的建議世界熔融還原法在發(fā)展初期曾經(jīng)遇到過困難,其原始的工藝都是兩步法還原后再熔分,如COREX、HISMELT、Fastmelt等,且這些原來有困難的工藝現(xiàn)在都已在少數(shù)國家投入生產(chǎn)。處于工業(yè)邊緣化的一步法熔融還原工藝有ROMELT和AUSMELT,但是由于一些不確定的因素現(xiàn)在還未大規(guī)模投入生產(chǎn)。有關(guān)專家預(yù)測,兩步法熔融還原工藝將首先成為小規(guī)模煉鐵的重要動力,有助于鋼鐵生產(chǎn)向不同地區(qū)擴(kuò)散,尤其是發(fā)展中地區(qū),如亞洲、南美等。這將促進(jìn)鋼鐵工業(yè)在不遠(yuǎn)的將來繁榮發(fā)展。熔融還原另一個明確的應(yīng)用領(lǐng)域是從現(xiàn)有鋼廠,尤其是大型聯(lián)合鋼鐵廠的廢棄物中提取鐵以及復(fù)合鐵礦石的綜合利用

24、。近兩年來, 國外熔融還原煉鐵工藝仍在發(fā)展, 但相對緩慢。( 1 Corex工藝 Corex 工藝在印度 JSW 的 2 套 C 2000 裝置在入爐原料上, 使用了該廠產(chǎn)生的 70%廢料 ( 如Corex 工藝和高爐的塵泥, 石灰石/ 白云石粉, 轉(zhuǎn)爐渣等。南非 Arcelor Mittal廠的 C 2000 裝置在 2008 年進(jìn)行了大修。復(fù)產(chǎn)后受金融危機(jī)的沖擊, 生產(chǎn)時斷時續(xù)。鐵水產(chǎn)量曾降低到 25t/ h, 并停止與之配套的直接還原生產(chǎn)。充分體現(xiàn)了Corex 生產(chǎn)的靈活性優(yōu)于高爐的特點。Corex 工藝正在進(jìn)行煤氣循環(huán)和低還原鐵生產(chǎn)技術(shù)開發(fā), 以期使工藝更加完善和具競爭力。需要注意的是

25、, Corex 工藝已連續(xù)多年未在中國以外建新廠, 而且目前也未見新廠建設(shè)計劃的正式報道。( 2 Hismelt 工藝建在西澳奎那那的H ismelt 80 萬 t 規(guī)模示范廠, 自2005 年 4 月開始投入熱試以來, 進(jìn)行了長時間的試驗開發(fā), 取得了長足的進(jìn)步。其中, 產(chǎn)量已達(dá)到設(shè)計能力的 75% 80%, 煤比為 800kg/ t鐵水。然而, 受金融危機(jī)導(dǎo)致的下游市場惡劣的影響, 該廠于 2008 年底宣布停產(chǎn), 據(jù)稱要在 2010 年恢復(fù)生產(chǎn)。( 3 Finex 工藝 2007 年 4 月, 韓國浦項公司建成了 150 萬 t 的 Finex 工業(yè)裝置。據(jù)報道現(xiàn)已達(dá)到正常生產(chǎn)水平。其中

26、的重要進(jìn)步是在 2008 年 10月, 成功實現(xiàn)了 3 個反應(yīng)器的試驗。在減少 1 個反應(yīng)器的情況下, 仍保持了同樣的操作指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量及作業(yè)率, 但可顯著降低投資和運(yùn)行成本。浦項公司曾宣稱建設(shè)以 Finex 為核心的鋼鐵廠計劃, 但未見實施報道。3.2 我國非高爐煉鐵的現(xiàn)狀及前景我國鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展,優(yōu)質(zhì)焦煤供不應(yīng)求,焦炭價格急劇上升,再加上嚴(yán)格的環(huán)保要求對焦化工業(yè)的壓力越來越大,所有這些因素,都促進(jìn)社會對直接還原和熔融還原的需求。(世界非高爐煉鐵發(fā)展情況及對我國發(fā)展非高爐煉鐵的建議參考文獻(xiàn)： 參考文獻(xiàn)： 1王淀佐，邱冠周，胡岳華.資源加工學(xué)M.北京：科學(xué)出版社，2005 2 傅菊英，姜濤，

27、朱德慶.燒結(jié)球團(tuán)學(xué)M.中南大學(xué)出版社，2006 年 2 月 3 孫 炳 權(quán) . 近 年 來 我 國 復(fù) 雜 難 選 鐵 礦 石 選 礦 技 術(shù) 進(jìn) 展 J. 金 屬 礦 山 ， 2006(3:11-13 4中國五礦低品位復(fù)雜難處理磷鐵礦選礦技術(shù)研究重大成果DB/OL.2010 5云雨雨，李俠.白云鄂博多金屬共生鐵礦石選礦工藝的研究探討R.高校理 科研究 6沈慧庭，黃曉燕.鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)展評述 2000-2004C.2005 中國鋼鐵年會 論文集，2005:109-113 7鐘向東，周慧平，胡建成.復(fù)雜難選鐵礦石選礦工藝的研究與實踐J.礦業(yè) 快報,2008(6:66-69 8袁致濤，高太，印萬忠，韓躍新.我國難選鐵礦石資源利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向