摘要:在烧结混合料中配加一定比例的铁精粉，将导致混合料中黏附粉占比大幅升高，进而恶化烧结料层透气性，最终影响烧结矿产、质量。为了避免配加精粉后料层透气性恶化，可通过优化工艺参数改善其成球性来提高烧结料层的透气性。基于此，本文通过测定铁精粉的成球性指数，并在此基础上进一步研究不同粒度精粉的特征、不同生石灰和水分配比下精粉成球性的变化规律，探究强化铁精粉成球性能的措施，最终达到改善混合料层透气性的目的。研究结果表明:对4种铁精粉而言，通过改善其粒度分布特征、生石灰配比、水分配加量均能有效改善其自成球特性，其落下强度、抗压强度和爆裂温度均得到提升。改善铁精粉成球特性的方法:当OA铁精粉磨矿细度小于0.2 mm时，适宜生石灰配比为9.0%，水分配加量为9.0%。本文研究结果可为改善铁精粉成球性能提供技术依据。

摘要:烧结水密封环冷系统是烧结工序重要的余热回收设备。传统余热回收评价方法存在环冷机与余热锅炉分离、漏风率测算偏差大、余热利用效率分析不全面等问题，无法准确评价烧结工序的余热回收水平。本文采用环冷机和余热锅炉双系统耦合热量平衡计算方法，建立烧结水密封环冷系统的余热分析评价指标，通过将余热锅炉与环冷机关键参数进行耦合计算漏风率，量化烧结余热回收过程中的热损失。热工测试和热平衡计算结果表明:烧结环冷机漏风率为19.41%，余热回收率为60.03%;影响余热回收效率的主要因素为系统漏风率和后段排空废气热量。实践表明，采用相应优化方法和措施后，烧结环冷系统的余热回收利用率从60.03%提高到66.73%。

摘要:在“双碳”战略目标背景下，高能耗、高排放的钢铁企业亟需通过技术创新实现绿色低碳转型。钢铁行业能耗占全国工业总能耗的15%以上，铁前( 烧结、炼铁) 工序能耗约占钢铁行业总能耗的60%～70%，其中烧结工序又占钢铁行业碳排放的15%～20%。因此，烧结工序是节能降碳的重要环节。本文通过系统分析烧结工序的节能降碳特点，通过微负压点火分区控制、富氧点火、混合料蒸汽加热、混合料水分控制等技术优化厚料层烧结工艺，并进行烧结余热回收、烟气内循环及智能化控制等技术创新与应用集成，开发一系列节能降碳技术，在改善料层透气性和降低漏风率的同时，提高烧结料层厚度到900 mm。结果表明: 烧结工序的高炉煤气单耗降至37.44 m³/t，固体燃料消耗降至49.03 kg/t，电力单耗降至19.68 kW·h/t; 与之相应，烧结工序能耗( 折标煤) 降至51.72 kg/t，较之前降低了4.42%; 在烧结工序能耗降低的同时，其碳排放强度下降了4.41%。厚料层烧结工艺优化及节能降碳技术措施的开展，可帮助企业取得显著的综合经济效益，为钢铁行业节能降碳工作和绿色转型发展提供借鉴与参考。

摘要:为优化烧结生产指标并降低返矿率，本文通过烧结杯试验结合多元统计分析与模拟，揭示固体燃料配比、碱度(R)、w(CaO)、w(FeO)及w(MgO)等关键参数对烧结矿转鼓强度、成品率、还原粉化指数(RDI)及熔滴性能的协同作用规律，系统探究烧结工艺参数对烧结矿物化特性及冶金性能的调控机制。结果表明: 当固体燃料配比为4.05%～4.55%时，试验烧结矿的转鼓强度达到峰值; 当R为1.9～2.1、w(CaO)为11.2%～11.8%时，两者可协同促进铁酸钙生成(体积分数＞32%)，抑制钙铁橄榄石(CaO·FeO·SiO²) 等脆性相析出，显著提升烧结矿的结构稳定性(RDI＞3.15 mm达78.3%)。蒙特卡罗法模拟结果表明，当w(FeO)为8.5%～9.0%、R为1.8～2.1、w(CaO)为11.2%～11.8%及烧结终点温度≥430 ℃时，返矿率＜16% 的概率达92.3%。在w(FeO)为8.74%、R为1.98、w(CaO)为11.46%、w(MgO)为2.38%优化工艺参数下，实际生产的烧结矿转鼓强度提升至77.70% (增加了0.49%) ，烧结机利用系数提升至1.426 t/(m²·h) ，返矿率降至16.46%(降低了11.55%)，＞10 mm 粒级占比达75.82%(增加了0.9%) ，同时固体燃料消耗下降至50.31 kg/t( 降低了1.47%) 。本文研究成果可为烧结工艺的精细化调控提供数据依据。

摘要:高压辊磨技术作为铁精矿预处理的重要手段，能够显著改善铁矿颗粒的物理化学特性，进而强化球团矿的成球性能与焙烧固结行为。本文以国内某钢铁企业混合铁精矿为原料，系统考察高压辊磨预处理对生球性能及焙烧球团强度的影响，并揭示其强化固结的机理。结果表明: 高压辊磨通过机械活化作用显著提高了铁精矿的细粒级占比(＜0.074 mm 粒级质量分数从83.70%提升至91.77%)和比表面积(从2 424.07 cm²/g 增至3 331.60 cm²/g)，从而增强颗粒间的黏附能力。适当地进行高压辊磨预处理(2次) 可有效提高生球强度，但过度辊磨(4次) 会因颗粒过细导致生球塑性下降，抗压强度降低。此外，适宜的辊磨给料水分(8%) 和膨润土用量(1.2%)可进一步优化生球性能。在焙烧过程中，高压辊磨预处理通过降低固相反应活化能，使球团在较低温度下实现高效固结。经2次辊磨制备的球团在1 110 ℃焙烧时抗压强度即可达2 599 N/P，满足生产要求; 而未处理组需1 200 ℃( 强度为3 496 N/P)才能达到生产强度要求。然而，过高的焙烧温度(＞1 200 ℃) 会因过量低熔点液相的生成削弱晶桥连接，导致球团矿强度下降。高压辊磨预处理通过机械活化与颗粒表面改性，实现了球团低温高效固结( 焙烧温度降低90～100 ℃)，可为钢铁行业节能减排提供理论依据与技术支撑。

摘要:新疆哈密地区钒钛磁铁矿资源丰富，该铁矿用于球团生产对推动钢铁行业绿色转型具有重要的理论意义和实践价值。本文以该钒钛磁铁矿为对象，研究预热、焙烧条件对钒钛磁铁矿球团性能的影响，并利用XRD与SEM-EDS 分析其物相和微观形貌，从而揭示氧化焙烧过程中钒钛磁铁矿球团的固结机理。结果表明: 该钒钛磁铁矿球团在900 ℃预热18 min、1 250 ℃焙烧12 min的最佳工艺条件下，焙烧球的抗压强度为2 579. 61 N/P。球团的氧化固结 过程可分为氧化前、中、后期三个阶段: 前期主要发生磁铁矿与钛磁铁矿的氧化反应，球团内部孔隙较大，颗粒分布松散，抗压强度较低; 中期磁铁矿与钛磁铁矿进一步氧化生成赤铁矿和钛酸铁，钛铁矿与赤铁矿反应生成钛赤 铁矿，孔隙数量减少，球团结构趋于致密; 后期赤铁矿再结晶良好，并聚集长大，颗粒间形成高度致密结构，氧化固结过程基本完成，球团的抗压强度显著提升。本文研究成果可为球团生产工艺应用钒钛磁铁矿提供依据。

摘要:膨润土作为球团生产的主要黏结剂，虽能提升成球性与强度，但其所含脉石成分会导致球团品位下降，增加高炉冶炼的碳耗、炉渣及碳排放。为降低膨润土用量、提升球团质量并推动低碳生产，本文针对某钢铁企业原料无预处理工艺条件，提出以配矿优化与有机复合黏结剂替代为核心的提质降耗技术。通过分析6种铁精矿的理化特性，设计4种配矿方案，系统研究混合工艺、膨润土用量及有机黏结剂种类对生球强度、预热焙烧行为与球团微观结构的影响。结果表明: 在无预处理条件下，混合矿的成球性较差，膨润土配比需≥3.5%; 采用优化配矿方案(A矿11.5%、F矿20%) ，将膨润土用量从3.5%降至2. 5%并添加0.02%BASF有机黏结剂，所得生球落下强度仍满足生产要求。球团抗压强度维持在2 600 N/P以上，铁品位提升至62.12%，SiO₂质量分数降至7.55%。微观结构分析表明，膨润土减量会提高球团孔隙率(11.65%→15.62%) ，而BASF的添加可使其回落至14.43%，有利于强度改善。该技术在不增加黏结剂成本的前提下，实现膨润土用量降低1.0%，可为球团生产提质降耗提供实用技术路径。

摘要:磁赤混合铁精矿因磁性较弱、成球性能欠佳，传统空气气氛预热焙烧工艺常面临球团强度不足、能耗偏高的问题，富氧焙烧技术为解决这一难题提供了新路径。本文以磁赤混合铁精矿为原料，开展不同氧气体积分数下球团预热焙烧工艺试验，通过系统调整焙烧温度、氧气体积分数及焙烧时间等关键参数，结合抗压强度测试、亚铁含量检测及显微结构分析，全面评估富氧氛围对球团性能的影响规律。结果表明: 在40%富氧条件下，预热温度仅需800 ℃，预热球抗压强度即可达600 N/P，较空气气氛实现100 ℃的温度降幅; 当焙烧球抗压强度达到3 300 N/P时，40%富氧条件比空气气氛焙烧温度降低50 ℃，同时球团FeO质量分数降至3%以下，较空气气氛降低40%以上。采用富氧预热焙烧工艺可通过强化氧化反应进程，有效降低球团热工消耗，减少焙烧过程中SO₂、NO_x等污染物排放，既契合钢铁行业绿色低碳发展需求，也可为难处理铁矿资源高效利用提供技术支撑。

摘要:球团矿中P、S、As、Sn、Cu、Sb、Pb、Zn、Cr、Cd等10种痕量元素对钢材的热脆性、耐腐蚀性及机械强度具有显著负面影响，因此对其在球团原料中的含量进行严格监控十分重要。本文建立一种高效、准确的电感耦合等离子体质谱分析(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)方法，用于测定上述元素。试验采用微波消解对球团矿样品进行前处理，确保难溶矿物相完全溶解;针对硫在常规ICP-MS中灵敏度低的问题，优化碰撞反应池技术条件以消除多原子离子干扰并提高信噪比;在其余元素检测中，通过动能歧视模式有效克服基体干扰，并采用Sc-In-Tb混合内标校正基体效应与信号漂移保证测定结果的准确性。结果表明:各元素的相关系数均大于0.999 0，检出限为0.02～1.56μg/g，定量限为0.06～4.68μg/g，精密度为1.95%～4.12%，加标回收率为95.2%～103.5%。本文研究方法能为球团矿的质量控制及炼钢残余元素的风险评估提供可靠的技术支撑。

摘要:凭借毗邻我国的区位优势及未充分开发的资源潜力，蒙古铁矿已成为我国重要的铁矿供应来源，但该矿含硫量较高，不能直接进入传统高炉冶炼。为探究该高硫铁矿的适用性和可行性，本文对磁选后的高硫铁精矿粉进行不同温度的氧化焙烧试验，对焙烧前后高硫铁精矿粉的物相组成、硫的赋存状态等进行分析，并结合试验温度区间内各反应的热力学分析及焙烧过程中SO₂排放质量浓度的变化，得到不同温度焙烧后高硫铁精矿粉的脱硫效果及硫的迁移行为规律。结果表明:高硫铁精矿粉中含硫物相主要为黄铁矿及磁黄铁矿，二者氧化脱硫反应在试验温度范围内均可自发进行;经过1 100℃和1 200℃焙烧后矿粉的含硫量从原矿的3.186%分别降至0.034%和0.017%，脱硫率均高于98%。本文通过揭示高硫铁精矿粉在氧化焙烧过程中硫的迁移行为，证实高温氧化焙烧可实现高硫铁矿的高效脱硫，为后续造球、烧结等实际生产过程中，脱硫方法的应用提供重要的理论依据。

摘要:难选铁尾矿磁化焙烧中低含量重金属的迁移转化是影响磁铁精矿品质和尾渣综合利用的关键因素。本文以大宝山铁尾矿为对象，利用不同用量市政污泥作为还原剂，结合BCR连续提取、SEM-Mapping元素分布等研究手段，系统考察磁化焙烧过程中Cu、Zn、Pb的赋存状态演化与迁移行为。结果表明:原矿中Cu、Zn、Pb主要以同晶替代、包裹连生形式赋存于褐铁矿，在磁化焙烧中重金属存在向硫化矿相、铁及其氧化物相、铁橄榄石及脉石相的多路径迁移及转化。Cu随褐铁矿还原向磁铁矿迁移; Zn与石英反应生成硅酸铁，稳定赋存于脉石相; Pb随水磷铁铅石、砷铅铁矿的分解，向铁相与脉石相发生迁移。还原剂用量影响迁移路径，当用量超过25%时过还原反应加剧，硫化路径受抑制，更多重金属迁移至铁橄榄石相。后续分选中，浮选可富集硫化相中重金属，Cu、Zn、Pb富集倍数达1.4、2.2、3.7;磁选效率受铁橄榄石磁性影响，当污泥添加量为30%时，Cu、Zn、Pb去除率提高至20.55%、48.08%、47.84%。本研究结论可为难选铁尾矿“脱硫-除杂-提铁”协同工艺优化提供理论依据。

摘要:作为钢铁行业碳减排的重要环节，石灰窑生产工序以空气助燃为主，尾气中CO₂浓度偏低，难以实现低成本碳捕集。富氧燃烧是一种有效的碳富集技术，但是采用该技术时石灰窑内高体积分数CO₂气体辐射会影响窑内温度分布及碳酸钙的分解特性。为此，本文以双膛石灰窑为研究对象，建立石灰窑生产过程的数值仿真模型，研究富氧燃烧下气体辐射对石灰石煅烧特性的影响，并比较不同O₂/CO₂配比下窑内的温度、组分及碳酸钙质量分数变化。结果表明:考虑气体辐射后，石灰窑内CO₂组分浓度没有明显改变，但窑内最高温度降低约60～100 K，同时最高气相温度随着O₂体积分数的增大而升高;考虑气体辐射后，石灰窑内煅烧区气相及碳酸钙的平均温度升高，窑内碳酸钙的分解速率加快，其气相平均温度升高约30～90 K，碳酸钙平均温度升高约30～130 K，且随着O₂体积分数的增大而升高，窑内碳酸钙的分解速率也随O₂体积分数的增大而加快。本文研究成果可为石灰窑内温度及碳酸钙分解特性的准确模拟提供理论支撑，同时也为富氧燃烧技术在双膛石灰窑内的应用提供参考。

摘要:选择适宜煅烧的石灰石原料并制定合理的煅烧参数是生产高品质石灰的必要途径。本文采用不同地区的石灰石在实验室开展煅烧试验，以分解率和活性度为指标，探究不同石灰石的煅烧特性差异。结果表明:晶体结构对石灰石煅烧性能具有重要影响，细晶粒结构因晶界密度高、传质路径短而更易分解，煅烧性能明显优于粗晶粒及鳞片状层叠结构;原料中的Mg、Fe等杂质成分在一定条件下可促进分解，而Si、Al元素在高温下易形成低熔相覆盖表面，抑制反应，但是通常石灰石中杂质含量较低，整体影响不大。石灰石在分解率为95%～100%时基本能够达到较高的活性度，高活性石灰具有有效钙含量高、CaO晶粒细小、体积密度低的特征，继续煅烧将导致晶粒过度生长与过烧，致使活性度下降并增加能耗。综合而言，石灰石的适宜煅烧温度为900～1 200℃。不同来源石灰石因成岩环境等差异导致其微观结构和杂质组成不同，煅烧性能表现各异，因此在工业生产前有必要开展煅烧性能预分析，以针对性地制定优化参数。本文研究成果可为石灰生产原料的选择及煅烧参数的制定提供参考。

摘要:含铁回转窑尾渣(简称“含铁窑渣”)中含铁品位高、金属化率高，具有高值资源化利用潜力。本文基于含铁窑渣特性，开展还原熔分试验，利用FactSage软件绘制不同碱度下的三元渣系相图，系统研究熔分温度、碱度、碳氧比对含铁窑渣熔分效果、铁粒质量和铁回收率的影响规律。结果表明:熔分温度的升高有利于渣铁的有效分离和铁回收率的提高;碱度对熔分效果影响显著，对铁回收率的影响呈现先升高后降低的趋势;碳氧比对熔分效果的影响表现为铁粒质量和铁回收率先降低后升高的趋势。当熔分温度为1 550℃、含铁窑渣碱度为1.0、碳氧比为1.4时，100 g样品熔分出来的铁粒质量为43.36 g，此时铁回收率为94%。本文研究结论可为含铁窑渣的高值资源化利用提供理论依据。

摘要:压块是转底炉工艺处理含锌粉尘的重要工序，实际生产中存在湿团块强度低、黏结剂价格贵、团块在皮带转运过程中易破损等问题。本文采用常规的改性淀粉作为黏结剂参与含锌粉尘混合料压块，探究水分、辊轮转速、辊间压力及黏结剂用量等相关压球参数对压块强度的影响，并通过基团行为分析、红外光谱分析、XPS光电子能谱分析等阐释黏结剂的作用机理。结果表明:在改性淀粉添加量为2%时，压块强度与现场黏结剂为3.5%时相似，相比之下黏结剂成本降低53元/t;继续增加黏结剂用量可大幅提高压块强度，当改性淀粉添加量为3.5%时压块强度取得最优值。此时，湿压块的落下强度为7.80次/（0.5 m）、抗压强度为91.78 N/P，干压块的抗压强度为388.55 N/P。对预糊化淀粉提高球团强度的机理进行分析，发现添加淀粉后干球粉末在1 404 cm-1和860 cm-1处的特征吸收峰明显增强，且在549 cm-1处出现—OH相对Fe平移的特征吸收峰;光电子能谱研究表明，添加淀粉后Fe的2p轨道能由719.7 eV降低至719.35 eV，说明淀粉中的极性基团与含锌粉尘表面产生吸附，这是压块强度升高的关键因素。本文研究成果可为保障转底炉低成本、高效处理含锌粉尘及转底炉工艺的发展奠定基础。

摘要:针对常规活性炭脱硫效率低的问题，本文通过硝酸铁浸渍改性制备铁基活性炭（Fe_x/AC），系统探究铁元素对活性炭脱硫性能的强化作用及机理。结果表明，铁改性提升了活性炭的吸附性能，当铁负载量为15%时，Fe_0.15/AC在固定床反应器中的穿透时间达到296 min，比未改性活性炭（80 min）提升3.7倍，且在移动床的高空速(3 000 h^-1)条件下仍保持100%的脱硫效率。表征分析结果表明，适量的铁负载不仅可以改善表面官能团占比，也将对孔结构产生调节作用，使微孔与介孔的分布更有利于SO2的扩散与反应。进一步采用原位红外光谱与XPS分析发现，铁氧化物(Fe³⁺/Fe²⁺)可与羰基（C=O）基团形成Fe—O—C配位结构，通过氧化还原循环促进SO₂的化学吸附与深度氧化。此外，原位红外测试结果验证了硫酸盐的逐步生成过程。整体来看，铁元素在活性炭表面构建的稳定反应位点与其可逆的氧化还原特性共同促进了脱硫性能的提升。本文研究成果为优化铁负载量、改进孔结构以及提升活性炭的脱硫能力提供参考。

摘要:电解锰渣作为电解锰工业的典型固废，在堆存过程中产生含锰离子的渗滤液，其中锰具有较高的回收利用价值。本文通过研究在电解锰渣渗滤液中回收超细碳酸锰的制备方法及形貌调控，以NaHCO₃为沉淀剂回收电解锰渣渗滤液中的Mn元素，采用激光粒度、SEM、XRD等物理表征方法表征反应温度、反应时间、MnSO₄浓度、Mn²⁺/Na⁺离子摩尔比等影响因素对碳酸锰形貌及粒径的影响。结果表明:随着温度的升高，碳酸锰颗粒激光粒径下降，钙镁离子含量相对稳定，质量分数分别为0.07%和0.06%;当反应温度为25℃、反应时间为20 min、转速为600 r/min、Mn²⁺/Na+摩尔比为1∶2时，试验可以直接可获得纯度较高的微米级MnCO₃粉体，Ca²⁺、Mg²⁺杂质离子质量分数均为0.04%，试验实现Ca²⁺、Mg²⁺杂质和Mn²⁺的分离，谢乐公式计算的晶粒大小变化规律和激光粒度测试的粒径分布规律基本一致，SEM一次颗粒形貌为50 nm的立方体。高浓度的Na⁺离子对碳酸锰的二次生长具有抑制作用，MnSO4浓度和反应温度导致碳酸锰颗粒形貌由分散良好的立方体向多立方体堆积生长的类球形粉体转变。研究结果可为电解锰渣渗滤液回收碳酸锰粉体提供低成本、环境友好的技术路径。