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1、高碱度内配煤含铁团块自还原过程中脱硫和脱磷李强河北联合大学轻工学院材料化工部摘要:以转炉除尘灰、高炉瓦斯灰和硫酸渣为含铁原料,制成CaO/SiO2值为2.0、C/O摩尔比为1.1~1.2的高碱度内配煤含铁团块,在1330~1380度度下进行自还原,研究这一过程的脱硫和脱磷规律.结果表明:(1)高碱度内配煤含铁团块自还原过程中,通过还原气化脱硫可去除20%~40%的硫,其余的硫绝大部分存在于渣中,并通过渣铁分离被去除,总脱硫率高于97%.(2)过量的CaO可以抑制脉石中的P2O5被碳还原,已被还原的磷一部分被新生态的金属铁吸收,另一部分从团块
2、内部逸出而去除.脉石中未被还原的P2O5最终可通过渣铁分离被去除,总脱磷率达到50%~60%.(3)高碱度内配煤含铁团块高温自还原法可制备出低硫、低磷的纯净金属铁粒.关键词：铁;直接还原;脱硫;脱磷分类号TF03+1Desulfurizationanddephosphorizationduringself-reductionofhigh-basicitycoal-bearingironoxidebriquettesQiangLiQinggongcollegeHebeiUnitedUniversityABSTRACTHighbasicityc
3、oalbearingironoxidebriquetteswithaCaO/SiO2of2.0andaC/Omolarratioof1.1to1.2,whichwereproducedbyBOFsteelmakingsludge,BFdedustingashandpyritecinder,wereself-reducedattemperaturesfrom1330度to1380度tostudythephenomenaofdesulfurizationanddephosphorization.Duringtheself-reduction,t
4、hedesulfurizationratiobyevaporatingasCOSis20%to40%.Residualsulphurisattachedinslaganditcanbeseparatedfromironnuggets.Thetotaldesulfurizationratioismorethan97%.ExcessiveCaOinhighbasicitycoalbearingironoxidebriquettescanrestrainthereactionofphosphorouspentoxidereducedbycarbo
5、n.Thereducedphosphorousispartiallyabsorbedbynascentmetalliciron,andtheotherescapesfromthebriquettes.Phosphorouspentoxideattachedinganguewhichisnotyetreducedcanbeseparatedfromironnuggets.Thetotaldephosphorizationratiocanreachupto50%to60%.Itisindicatedthatcleanironnuggetswit
6、hlowsulphurandlowphosphorouscanbeproducedbyself-reductionofhighbasicitycoalbearingironoxidebriquettes.KEYWORDS：iron;directreduction;desulfurization;dephosphorization内配煤含铁球团或团块高温自还原制备直接还原铁技术在过去的几十年间开展了大量的基础研究和技术研发工作[18],诞生了以Inmetco[1]、Fast-met[2]、Comet[3]和ITmk3[6]等为代表的煤基自还原
7、直接还原铁生产工艺,并成功投入商业运行.但是,有关内配煤含铁球团或团块自还原过程中的脱硫研究报道很少[9],有关内配煤含铁球团或团块自还原过程中脱磷方面的研究还未见报道.近年来,笔者开展了一种以高碱度内配煤含铁团块为原料的高温自还原法制备金属铁粒的研究工作[10-13].将CaO直接加入内配煤含铁团块中,使内配煤含铁团块中渣相(或脉石)的二元碱度达到正硅酸钙(2CaO#SiO2)的组成范围,内配煤含铁团块中的渣相在高温自还原过程中通过固相反应生成2CaO#SiO2,被还原出来的金属铁在高温下渗碳,并聚集成粒[13].以2CaO#SiO2为主
8、要矿物组成的渣相在冷却过程中因2CaO#SiO2相变体积膨胀而粉化[14],实现渣铁自然分离.由于CaO的加入,内配煤含铁团块中磷的还原将受到抑制,硫的迁移过程也将发生实质性的变
