由于尾礦粒度很細(xì)，所以原尾礦進(jìn)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(tuán)直接還原焙燒回收鐵的可能性，本文重點(diǎn)研究了不同粘結(jié)劑對(duì)該高鐵尾礦含碳球團(tuán)生球強(qiáng)度及高溫強(qiáng)度的影響。

1 、試驗(yàn)原料及性質(zhì)

試驗(yàn)所用原料為高鐵尾礦，全鐵品位為 32.87%。試驗(yàn)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(yàn)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?jǐn)?shù)的水?dāng)嚢杌靹蚝螅?jīng)對(duì)輥壓球機(jī)壓制得到含碳球團(tuán)。進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：a. 高溫強(qiáng)度測(cè)定。B.生球強(qiáng)度測(cè)定:包括濕球和晾干后球團(tuán)的落下次數(shù)和抗壓強(qiáng)度。

在確定球團(tuán)優(yōu)選粘結(jié)劑后，對(duì)球團(tuán)進(jìn)行直接還原焙燒-磨礦弱磁選試驗(yàn)，得到直接還原鐵產(chǎn)品。

3 、試驗(yàn)結(jié)果

3.1 不同粘結(jié)劑對(duì)球團(tuán)生球強(qiáng)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(jìn)行壓球試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表 1。

表 1 單一粘結(jié)劑時(shí)球團(tuán)配比及生球強(qiáng)度

由表 1 可知CMC 對(duì)提高球團(tuán)生球落下和抗壓強(qiáng)度作用顯著，且用量?jī)H為原礦的0.4%;其次為膨潤(rùn)土和可溶性淀粉，在其用量為原礦 10% 時(shí)，生球強(qiáng)度基本達(dá)到要求；其他粘結(jié)劑效果未達(dá)到要求。

3.2 復(fù)合粘結(jié)劑對(duì)球團(tuán)生球強(qiáng)度的影響

分別嘗試使用不同配比的 CMC 和糖漿、標(biāo)準(zhǔn)水泥、膨潤(rùn)土以及糖漿和膨潤(rùn)土作為復(fù)合粘結(jié)劑進(jìn)行壓球試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 2。

表 2 使用復(fù)合粘結(jié)劑時(shí)球團(tuán)性能

3.3焙燒對(duì)球團(tuán)強(qiáng)度的影響

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

圖1  高溫焙燒時(shí)間對(duì)球團(tuán)高溫強(qiáng)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(tuán)質(zhì)量的同時(shí)盡量降低添加劑用量，故采用0.4% CMC加 8%膨潤(rùn)土為該礦的優(yōu)選粘結(jié)劑。

          3.4球團(tuán)孔隙率對(duì)球團(tuán)強(qiáng)度的影響

如圖2所示，含碳球團(tuán)的孔隙率隨焙燒時(shí)間延長(zhǎng)先升高后降低，結(jié)合對(duì)氧化球團(tuán)還原過(guò)程強(qiáng)度的變化研究 ，含碳球團(tuán)焙燒初期強(qiáng)度的急速降低是由球團(tuán)內(nèi)部孔隙率的增大引起的。

                                                                              圖2  高溫焙燒不同時(shí)間時(shí)球團(tuán)孔隙率的變化

        3.5球團(tuán)的直接還原焙燒磁選試驗(yàn)

確定球團(tuán) P11 為優(yōu)選配方后，對(duì)其進(jìn)行直接還原焙燒-磁選試驗(yàn)。無(wú)粘結(jié)劑球團(tuán)作為對(duì)照試驗(yàn)，考察粘結(jié)劑對(duì)球團(tuán)直接還原焙燒磁選的影響。從圖3 可以看出，兩種球團(tuán)隨焙燒時(shí)間的變化趨勢(shì)基本一致，隨著焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)，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(shì)。

                                                                                  圖3  焙燒時(shí)間對(duì)球團(tuán)直接還原指標(biāo)的影響

  4 、結(jié) 論

（1） 當(dāng)使用單一粘結(jié)劑時(shí)，CMC、膨潤(rùn)土對(duì)生球強(qiáng)度提高作用效果較佳;糖漿對(duì)球團(tuán)干球強(qiáng)度的提高作用效果顯著。

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

（3） 不同粘結(jié)劑的球團(tuán)干球抗壓強(qiáng)度相差較大，但在高溫焙燒時(shí)強(qiáng)度變化趨勢(shì)基本一致，在焙燒初期 0～2 min 時(shí)球團(tuán)抗壓強(qiáng)度快速降低， 4 ～8 min 時(shí)球團(tuán)強(qiáng)度逐漸提高。

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

（5） 使用優(yōu)選粘結(jié)劑配比造球后，進(jìn)行了直接還原焙燒磁選試驗(yàn)，在焙燒溫度為 1200℃，焙燒時(shí)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。