铁粉，尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。铁粉 纯的金属铁是银白色的，铁粉是黑色的，这是个光学问题，因为铁粉的比表面积小，没有固定的几何形状，而铁块的晶体结构呈几何形状，因而铁块吸收一部分可见光，将另一部分可见光镜面反射了出来，显出白色;铁粉没吸收完的光却被漫反射，能够进入人眼的可见光少，所以是黑色的。 铁粉的应用 粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右。铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80%。

日前，记者从辽宁北票盛隆粉末有限公司了解到，该公司用高科技把普通铁精粉加工成还原铁精粉，使普通铁精粉成为身价倍增的高附加值产品。目前，还原铁粉的国内市场价格为每吨4800元-18000元。（据2006年6月26日报道，国内部分地区铁精粉采购价格分别为承德580-590（含税）元/t、霍邱660-670（含税）元/t 、本溪510-520 (含税)元/t ）         北票盛隆粉末冶金有限公司前身是生产普通铁精粉的北票铁矿。2000年，该公司依托当地丰富的铁矿资源和自己较强的采矿、选矿生产能力，引进和采用乌克兰先进技术，并积极与国内科研院所开展技术合作，实现了初级资源型企业向高新技术企业的转型，开发出了还原铁粉、铝镍合金粉等一系列附加值较高的冶金新产品。2002年，该公司开始生产还原铁粉，目前已达到9000吨的年生产能力，产品主要供给“珠三角”和“长三角”地区的零部件制造企业，同时出口日本等国家和地区。    据了解，还原铁粉是用高科技把含铁量66%以上的普通铁精粉，经过加工成海绵铁、粉碎、磁选、两次还原、筛分等工序提纯，使其变成含铁量达到99%以上的纯铁粉，粒度可达到100-500网目。还原铁粉可用于汽车零部件制造、家电零部件制造、金刚石工具、钢结硬质合金以及高端电子产品软磁性材料等领域；用还原铁粉制成的各种零部件，能够做到无机械切削加工或极小量机械切削加工的特点，使下游各类制造业节约能源和原材料，降低生产成本。 来源:世纪金山网

流程由6道工序组成：铋矿的浸出与复原；铁粉置换沉积海绵铋；氧化再生；海绵铋熔铸粗铋；粗铋火法精练；铋浸出渣中有价金属的选矿收回。浸出进程的首要反响如下：浸出液经加铋矿复原，使溶液中残存的三价铁复原为二价。加铁粉，沉积出海绵铋，经过氧化，再生三价铁。 此法在工艺上比较老练，铋的浸出率高（渣计98%～98.5%），综合利用好，污染较小，为进步铋资源的综合利用供给了一种有用的途径。但此工艺材料耗费比较高，1t海绵铋耗用工业1.5～1.8t，氧气0.4～0.5t，铁粉0.5～0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能，铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视，废液排放量大，浸出液中因为离子浓度相对较高，黏度较大，渣的过滤和洗刷较为困难。工艺流程见图1。图1  铋锡中矿浸出－铁粉置换提铋工艺流程图

近年来，随着钢铁工业的迅速发展和生产规模的不断扩大，在钢铁冶金生产中产生的含铁粉矿也随之迅速增长。主要包括烧结粉尘、高炉粉尘及尘泥、转炉粉尘、电炉粉尘、轧钢皮及尘泥等，这些粉矿的含铁量比较高，是一种可循环再利用的宝贵资源。此外，金属矿在开采过程中也会产生粉矿，对这些含铁粉矿资源的再次利用，具有重要意义，因此有很多球团厂和钢铁企业均对如何利用含铁粉矿进行了深入的研究[1-2]。 在含铁粉矿利用过程中，还存在以下主要问题：①生产出来的球团抗压力太低，满足不了球团进入高炉冶炼的要求。②制备工艺过程中的粘结剂对原材料要求高，含铁矿粉本身来源复杂，严格要求是不可能的，甚至有的粘结剂还要求原料中要加入一定量的含铁90%以上的金属粉才能固化，这就失去了利用矿粉的意义。③球团的固化时间太长，有的需要几十个小时固化时间、或几十天的养护才能产生抗压力，没办法实现批量生产。 本研究拟开发一种简单可靠、适应性广的球团生产工艺，并具有设备简单、投资少、生产成本低、便于操作等优点；要实现这一目标，首先粘结剂的烘干温度要低，加热时间要短，能源消耗要少，不污染环境，所以首先研制了新型粘结剂。已有不少关于球团用粘结剂的研究[3-6]，在前人研究的基础上，对粘结剂进行了进一步深入研究，获得了新的无机、有机复合粘结剂，以此为基础，对加热固化制度工艺也进行了研究，并探索了粘结剂的合适加入量及粘结剂对不同矿粉原料的适应性，以获得能用于实际工业生产的含铁粉矿的球团化制备工艺。 一、试验条件与方法 （一）原材料 1、粘结剂，采用自制无机有机复合粘结剂(简称粘结剂)。 2、含铁粉矿，来自攀枝花某企业，其化学组成见表1。（二）试验过程 每次称取含铁粉矿原料500g，试验采用人工配料混合，试样加压成型是在万能压力试验机上进行。加压成型压力为30000N/个，每个球团用料30g，直径为25mm。粉矿加压成型后放在加热炉中进行烘干固结，最后测其径向抗压力。其径向抗压力与实际工业生产中对辊压块法生产的椭圆球团两端点间的力更接近，所以在试验中，都是采用的测试试样的径向抗压力。试验过程如图1所示。 （三）抗压力测试 试样为直径25mm，高20mm的圆柱体，每种条件下制作5个试样进行抗压力测试，去掉最高、最低值，取其余3个值的平均值作为该条件下的抗压力值。 （四）所用仪器与设备 加压设备为YE-30型液压式压力试验机，烘干设备为TMF-4-3型陶瓷纤维高温炉，抗压力检测设备为CMT5105型微机控制电子万能试验机。二、试验结果与分析 （一）加热固化制度对球团抗压力的影响 所用粘结剂要在加热条件下才能固化，因此加热固化制度是球团制备重要的工艺参数之一。通过查阅文献，采用自制的无机有机复合粘结剂，首先在固定12%粘结剂用量的条件下，通过改变加热固化温度，进行试验，其固化温度对球团抗压力影响的试验结果见表2。从表2可见，将试样从室温直接加热到加热固化温度并保温1h的条件下，加热固化温度从300，400，500℃，变化到800℃的过程中，试样的径向抗压力是依次增大的，在500℃时达到最大值。当温度800℃时，径向抗压力反而降低了。所以采用500℃为此工艺较合适的加热温度。通过查阅文献，当球团试样加热到500℃左右时，球团试样中的粘土失去结构水，粘土变成了死粘土，相当于常见的泥通过烧制变成了砖瓦，从而表现出球团抗压力的提高。不仅如此，粘土向死粘土的转化，可使球团在雨水作用的条件下不会散开，而保持其力，有利于球团生产后的储存和运输，这对大批量生产球团的企业非常重要。 试验过程中，发现水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以设计了在加热固化过程中的一个除水的过程，在105℃时保温0.5h，以除去试样中的水分(表3)。 从表3可见，在105℃保温0.5h后，球团试样的径向抗压力明显提高。在105℃保温0.5h，可以除去球团试样中的水分，防止了水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以抗压力就提高了。综上，加热固化温度从300，400，500℃，变化到800℃的过程中，试样的径向抗压力在500℃时均达到最大值。所以选定的最佳加热固化制度是球团在加热固化过程中先从室温升至105℃，让其在此保温0.5h后，再连续升温到500℃并保温1h。 （二）粘结剂加入量对抗压力的影响 在球团化的制备工艺中，球团抗压力的产生主要来源于粘结剂的固化作用，所以粘结剂的加入量的多少，直接影响到球团整体性能，也是进行工业化生产过程中，生产成本的主要部分。用相同的加热固化工艺，采用不同的粘结剂加入量，进行了试验，试验结果见表4。从表4可见，随着粘结剂加入量的增加，球团试样的径向抗压力会相应提高。当粘结剂用量为12%时径向抗压力过到最大值。继续增加粘结剂的用量，当增加到14%时径向抗压力反而有所降低。在球团中，径向抗压力的产生主来源于粘结剂在加热固化过程中形成的粘结膜。所以当粘结剂用量增加，形成的粘结膜球团的数量也会相应增加，球团的抗压力会提高。但当粘结剂用量达到14%时，粘结剂的量早已达到饱和状态，多的粘结剂无法再继续形成粘结膜，反而增加了球团中的水分，影响了粘结剂的加热固化效果，导致其抗压力下降。在粘结剂的加入量为12%，先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的条件下，在攀枝花某企业进行了球团中试生产试验，并用所生产的球团进行了转鼓指数测定，发现大部分转鼓指数在67%左右，最高的可达90%。 （三）不同粉矿条件下的抗压力 为了验证此球团化制备工艺的普适性，选用了3种不同的粉矿原料进行试验。①原料1。高铁粉36%，中加粉40%，转炉污泥24%，含铁量50.81%。②原料2。泥矿20%，中加粉30%，高铁粉30%，铁精矿20%，含铁量52.31%。③原料3。泥矿10%，中加粉50%，高铁粉40%，含铁量50.89%。 按粘结剂加入量为12%，烘干制度采用先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案，对以上3种不同的粉矿原料进行试验，结果见表5。从表4可见，3个不同的原料配比，按此工艺，其球团试样的径向抗压力最低为1.4153 kN，达到了使用的要求。该工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性，有很广的应用前景。 通过对加热固化制度、粘结剂的加入量对含铁粉矿球团化力的影响试验，找到了一套合适的制备工艺。此制备工艺生产的球团径向抗压力较高，能满足进入高炉冶炼的要求；此制备工艺对含铁粉矿的原料没有严格的要求，具有普适性；在此工艺中，固化时间为2h左右，生产周期短，适合企业实现批量生产；为解决目前球团生产中存在的主要问题奠定了基础。 三、结论 （一）试验研究表明，球团在加热固化过程中，先在105℃时保温0.5h，除去球团中的水分，再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案，所生产的成品球团径向抗压力可从1.5731 kN提高到1.9122kN，成品球团还能抗水，便于工厂保存和运输。 （二）当粘结剂的用量在12%时，所制备的球团径向抗压力最大达到1.9122 kN，能满足高炉冶炼的要求。 （三）通过对不同含铁粉矿的试验研究表明，此工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性。 参考文献 [1] 甘勤．攀钢含铁尘泥的利用现状及发展方向[J]．金属矿山，2003(2)：62-64． [2] 田昊，马晓春．烧结除尘灰混合炼钢污泥喷浆的工艺设计与应用[J]．烧结球团，2005(4)：34-36． [3] Eisele T C，Kawatra S K.A review of binders in iron orepelletization[J]．Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review，2003，24(1)：90-98． [4] 刘新兵，杜烨．含有机粘结剂人工钠化膨润土在球团生产中的应用[J]．烧结球团，2003，28(6)：47-50． [5] 李宏煦，姜涛，邱冠周，等．铁矿球团有机粘结剂的分子构型及选择判据[J]．中南工业大学学报，2000，31(1)：17-20． [6] 杨永斌．有机粘结剂替代膨润土制备氧化球团[J]．中南大学学报：自然科学版，2007，38(5)：851-857．

由于近几年我国钢铁原料----铁精粉价格的攀升，河沙选铁的利润大幅度提高，专用机械----河沙选铁船、磁选机等系列选矿设备得以在全国范围内大面积推广。 中科公司生产的河沙铁粉提取磁选机有实际的应用效果。 这些选矿设备大致的工作原理为：通过磁选机将河沙中的磁性铁选出来。下面就具有代表性的设备--挖沙选铁船的构造、原理以及操作规程简介如下： 挖沙选铁船由浮体、链斗挖沙系统、筛分系统、磁选系统、尾沙排除系统、动力系统组成。 首先，河道里有水，我们的选矿设备必须要浮在水面上工作，因此我们用3.5-4毫米的钢板做成了浮体，根据挖沙深度的不同，浮体的宽度和长度都有相应的尺寸要求，一般宽度在1.5-2米之间，长度在16-32米之间。 另外，我们为了增加船的稳定性，两个浮体之间间隔了一定的距离，一般为1.5米左右。顾名思义，这套选矿设备的上料系统是链斗式的挖沙系统，河沙由链斗提上来以后，因为有大小不一的石子，为了保护磁选机的安全，必须经过筛分系统。根据河道的环境不同，一般来说，石子比较少、直径比较小的河道用自震式比较好，维修方便，节省动力(约3KW)。而石子很多，直径又比较大的河道就要用滚筒式的筛子了。经过筛分后的石子一般直接流入河道，如果有经济价值也可由传送带输送到岸上出售;河沙转入磁选系统。磁选系统主要是磁选机和水洗精选系统。 磁选机的磁表强度一般要达到3800-4500高斯，规格为750*2200-2400，这样配套才能达到90%的净选率。水洗的作用是提高毛铁粉的品位，一般可在30-45之间自由调节。尾沙排除系统的作用是将选去铁粉的尾沙排到远离本机械的地方，以保证本机械能正常的工作。一般有自流式、传送带式、抽沙泵式三种形式当然这也是根据河道的具体环境来定的。

一、前言 炼钢厂生产过程产生的含铁粉尘中含有15%～25%的金属铁粉，攀研院在“九五”攻关时，独立开发了一种新的生产工艺，采用球磨后重选将含铁粉尘中的金属铁粉与其它杂质分开，成功地生产出MFe达90%以上的还原用铁粉（后简称铁粉），主要用于钛白还原剂，成果于2001年就在冶炼厂很好的运行。 由于炼钢厂扩能和工艺优化，年污泥量增加1万多吨且污泥的品位大大降低，若按原生产工艺，达不到生产要求，因而根据现状对原工艺进行了技改。技改后，处理能力得到大大提高，各项指标均能达到产品质量要求。 二、原因分析 （一）原料分析 铁粉的生产原料是在转炉炼钢过程中用湿式除尘器收集而来的粉尘，是一种理化性质极不稳定的人造矿物，并且在冶炼过程中还被焦油等杂质污染，以上这些原因对产品的稳定性产生了一定的影响。 炉尘原料的物理性质随冶炼条件的变化而波动，其整体粒度细，其中-38um的粒级含量约占30%～35%，且粒度越细，金属铁品位越低。细粒级的存在由于其比表面积大，表面能高而容易吸湿结块。对-38um粒级的物料，由于其粒度太细，普通的选别设备无法对其进行有效选别，同时粒度太细也很容易被氧化。这样，大量的低品位细泥占用了选别设备的处理空间，使其处理能力降低，同时也会影响分选精度，降低选别指标。 另外，由于炼钢的吹氧工艺优化和造渣剂的增加都影响了污泥的粒度和品位，污泥的品位越来越低且越来越细， 对选别设备要求就更高，采用原工艺生产就达不到生产要求。 （二）原工艺流程及存在的缺陷 1、原工艺流程  原工艺流程如图1所示。2、原工艺存在的缺陷 （1）一次摇选处理能力不够大：摇床为粗选设备，对现一年增加1万吨的污泥要进行粗选，处理能力是不够的。 （2）管磨机对矿浆研磨不充分：管磨机的入料浓度较低，且管磨机中的钢球装球率不高，钢球种类少只有一种小钢球，对矿浆的磨剥力度不够，使氧化物与金属铁不能有效的分离。 （3）管磨机电耗高：管磨机电机功率为37KW，每天4台管磨机就工作20小时那么4台管磨机光电耗一项就要2960度。 （4）二次摇选入料品位低：从管磨出来的料浆浓度较稀，也没经过选别直接进入摇床进行二次精选，粗精矿品位不高，导致二段选别效果不好，使最终的成品质量不稳。 三、解决措施 针对现有生产工艺存在的问题，对现有工艺进行了优化。 （一）新工艺流程 经改造后的新工艺流程（略） （二）改造措施 1、将一段摇床改为螺旋溜槽。 2、在一段摇床后增加了分级机，对一段粗精矿进行了浓缩。 3、将4台管磨机并联改为2台节能型球磨机串联，对球磨机钢球按要求进行配比。 4、在新增球磨机后增加一台磁选机。 四、改进效果 经过以上措施的改造，将一段摇床改为螺旋溜后，有效的增加了一段粗选的处理量，能将现有原料处理完，提高了铁粉的产量；在一段摇床后增加了分级机，对一段粗精矿进行浓缩，保证了二段球磨入料浓度，使二段磨矿更充分；将4台管磨机并联改为2台节能型球磨机串联，节约了电，同时增加了钢球配比，保证了矿浆得到有效的研磨，使氧化物与金属铁能有效的分离；在二段增加一台磁选机，对二段摇床的入料品位进一步提高，有效控制摇床的入料浓度和品位，使二段精矿品位较稳定且都符合要求；通过改造后，产品质量稳定，从而取得了很好的经济效益。 五、结论 （一）通过技改后，有效的提高了污泥的处理量，进一步的降低了能耗。 （二）通过技改后，提高了铁粉的产量，进一步增加了市场份额，达到了预想要求。

轧钢厂在轧制进程中轧件表面所发生的氧化铁皮，含铁量很高。我国钢铁职业每年要抛弃很多的氧化铁皮，完成对这些氧化铁皮的综合使用无疑是一个很有含义的节能降耗作业。依据现在的研讨，可以在以下几个方面展开对氧化铁皮的综合使用。 (1)用于出产海绵铁或制取复原铁粉。 海绵铁可用作炼钢用废钢缺少的一种弥补，跟着电炉产钢量的不断上升，海绵铁越来越显得重要。用矿粉出产海绵铁因为设备出资大及工艺杂乱，现在在我国仍难以取得迅速发展。选用恰当的工艺流程，可以用煤粉复原氧化铁皮，出产出w(Fe高，含杂质量低且成分安稳的海绵铁，比用矿石出产的海绵铁(常含脉石杂质)更适合作优质废钢运用。 氧化铁皮也可用来制取复原铁粉。氧化铁皮制作复原铁粉的出产进程大体上分为粗复原与精复原。经粗复原进程将氧化铁皮在约1100℃下复原到w(Fe>95%，w(C 氧化铁皮可用来出产作为粉末冶金质料用的复原铁粉。氧化铁皮被复原成含w(Fe98%以上的海绵铁，经清渣、破碎、筛分磁选后，进行精复原，出产出合格的复原铁粉。然后进入球磨机细磨，经分级筛得到不同粒度的高纯度铁粉。粒度较细的铁粉用于制作设备的要害部件，只需压模，即可一次成型，取得强度高、耐磨、耐腐的部件，可用于国防工业、航空制作、交通运输、石油勘探等重要职业。粒度较粗的铁粉可用于出产电焊条。 (2)用作烧结辅佐含铁质料或炼钢助熔化渣剂。 氧化铁皮中FeO含量最高达50%以上，是较好的烧结出产辅佐含铁质料，理论核算结果标明，1kgFeO氧化成Fe2O3可放热1973焦耳。烧结混合猜中配加氧化铁皮后，因为温度高，烧结进程充沛，因而烧结出产率进步，固体燃料耗费下降。出产实践标明，8%的氧化铁皮即可增产2%左右。宝钢使用氧化铁皮作为辅佐材料，在混匀矿中配加氧化铁皮，一方面，因为氧化铁皮相对粒度较大然后改进了烧结料层的透气性;另一方面，氧化铁皮在烧结进程中放热然后下降了固体燃料耗费。 别的。使用氧化铁皮可作为助熔剂，用于矿石助熔，应用于转炉炼钢。氧化铁皮用作助熔化渣剂是一种高功率的冶炼助熔材料，可以进步炼钢功率，下降焦、煤的耗费，延伸转炉炉体的运用寿命。 (3)代替钢屑冶炼硅铁合金或代替废钢用于电炉炼钢。 钢屑是冶炼硅铁合金的重要原材料，我国每年用于冶炼铁合金的钢屑量在200万吨左右，而钢铁职业每年抛弃的氧化铁皮约1000万吨。现已开宣布用氧化铁皮代替钢屑冶炼硅铁合金的新工艺，并取得了杰出的经济效益。 电炉炼钢需求废钢作质料，对废钢铁料的要求较严，但这种废钢铁数量少，报价高，直销缺乏。以报价低廉且来历广泛的氧化铁皮、渣钢等废料作为主要质料，替代量少价高的废钢，具有明显的经济效益。

近来,由江西理工大学科研人员研制的一种铁粉表面包镀镍办法取得国家专利。       据介绍,这是一种采用水热氢复原技能在铁粉表面上包镀一层金属镍或纳米镍粉的办法,归于有色金属冶金和粉末冶金材料技能领域。本发明生产工艺办法简略,易于操作,包镀镍层可控。       这种新办法是将硫酸镍或硫酸镍水溶液、、硫酸铵按必定份额参加水中,配成混合溶液,参加少数蒽醌、添加剂,再将需要被镍包镀的铁粉参加到混合溶液中,然后将含有铁粉的混合溶液转入高压釜内,密封高压釜。在高压釜内经高温高压水溶液氢复原处理,溶液中的镍离子复原沉积在铁粉表面,构成细密的金属镍层或纳米镍粉包镀层。包镀反响完成后,将高压釜内的物料冷却,排出表面包镀了金属镍的铁粉和水溶液,经过滤、枯燥,取得表面被金属镍包镀的铁粉产品。

摘要：钢铁厂商发生很多含铁尘泥，且锌、碱金属含量较高，不利于收回运用，转底炉技能有效地处理了该问题，使尘泥中的有价金属得到了很好的收回。概述了Inmetco、Fastmet、Fastmelt和Itmk3等处理含铁粉尘的转底炉工艺，并具体介绍了国内外转底炉处理含铁粉尘的运用状况，指出了转底炉技能存在的问题，展望了转底炉处理含铁尘泥的未来展开方向。 关键词：转底炉；含铁粉尘；金属化率钢铁厂商尘泥总量一般为钢产值的8%～12%，锌、钠、钾等元素含量较高的粉尘约占钢铁厂粉尘量的25%～30%，这些锌、钠、钾元素含量高的粉尘如直接回来烧结，将会形成锌、钠、钾元素的富集进而影响高炉顺行和寿数。转底炉技能有效地处理了该问题，它将尘泥配料后直接复原，生成直接复原铁，并将锌、钠、钾等元素以粉尘的方式收回，使尘泥中的有价金属得到了很好的收回，现在已在国内外多家钢厂运用，宝钢湛江钢铁、莱芜钢铁、日照钢铁等国内钢厂均有建成投产的转底炉，日本新日铁、韩国浦项等国外钢厂也投产若干座转底炉。本文对处理含铁尘泥的各种转底炉工艺和国内外钢厂的运用状况进行介绍。1转底炉工艺概略及特色比较转底炉（RHF）是转底式加热炉（RotaryHearthFurnace）的简称，是指经过炉底滚动将坯料送进的加热炉。最早的转底炉是用于轧钢的环形加热炉，近十余年来移植为冶炼设备，既能够用于铁精矿的煤基直接复原，又能够处理钢铁厂的含铁尘泥［1-2］。现在已工业化运用的转底炉工艺首要有：Inmetco、Fastmet、Fastmelt、ITmk3和DRyIron工艺等。 1.1转底炉工艺概略 Inmetco转底炉工艺由InternationalmetalReclamationCompany公司开发，并在美国建成世界上第一座具有出产规划的转底炉，可从不锈钢粉尘中收回Zn、Ni、Cr等金属。该工艺首先将质料、燃料送入造球体系，造好的球团由加料溜槽参加转底炉内，球团在炉内1250~1300℃高温下复原成直接复原铁，经过螺旋卸料机排出炉外［3-4］。 Fastmet工艺由美国Midrex公司与日本神户制钢协作开发，用以处理钢厂内部的含铁粉尘和铁屑等，球团在1250~1300℃温度下被加热复原，其工艺流程与Inmetco工艺根本类似［5］。因为Fastmet工艺产品中含有脉石、煤灰分等杂质，金属化率也依赖于质料档次，所以在此基础上，将埋弧电炉（EIF）设置在转底炉后处理直接复原铁，形成了Fastmelt工艺。 ITmk3工艺（第三代煤基直接复原工艺）由神户制钢和美国Midrex公司联合开发，既能够复原铁矿石，又能够处理冶金厂发生的粉尘，以及其它含铁、铬、锌的冶金废弃物等。该工艺以粉矿、含铁粉尘和喷吹煤粉为质料，运用造/压球机等设备制成球团或团块，在1350~1450℃的加热条件下完结复原、渗碳及熔融反响，并对排出的渣、铁进行别离［6］。DRyIron工艺是由美国MR&E公司与罗杰钢公司（RSC）联合开发的煤基直接复原工艺，能够用来处理收回钢铁厂含锌粉尘。该工艺在质料预备阶段的特色是将焦粉（或煤粉）与铁矿粉（或许含铁固废）混合后直接限制成块，不运用粘结剂，并在转底炉单层装料，一般在1160~1300℃下完结复原反响[7-8]。 近年来，国内高校及相关科研机构也开发出了具有自主知识产权的转底炉专利技能，其间北京科技大学、北京神雾集团、钢铁研讨总院、中冶赛迪等已别离与国内钢铁厂商协作，建造并投产了多条转底炉出产线。 1.2转底炉工艺特色比较 Inmetco转底炉工艺复原温度规划略小于Fastmet工艺和Fastmelt工艺，但根本工艺流程类似，只在烧嘴方式、温度散布等方面有差异。ITmk3工艺复原温度高于前面几种工艺，能使金属在球团复原时进一步熔化，并完成渣铁别离，在短时刻内出产出成分如生铁的高纯度粒铁产品，且出产出的产品质量高于前述几种工艺。DRyIron工艺其特征是用压块替代造球，简化了工艺流程，含锌粉尘压块在炉内的逗留时刻短，而且克服了煤基复原时带来的粉化、脉石含量高、硫高级缺陷。2国内外钢厂转底炉工艺运用现状转底炉工艺以其本钱低、原燃料灵敏、出产节奏适应性强、环境友好等长处，受到了国内外钢铁厂商的喜爱。转底炉工艺最先在美国鼓起，并在日本发扬光大，近年来，引起了我国的广泛重视，国内钢厂经过技能引入等手法，已投产若干座转底炉，并取得了出色的作用。 2.1国外钢厂转底炉工艺运用状况 国外钢厂共投产13座转底炉用于处理含铁尘泥，别离坐落美国、日本、韩国等地，各钢厂转底炉运用工艺及首要技能指标见表1。其间运用Inmetco工艺的转底炉3座，运用Fastmet工艺6座，运用DryIron工艺4座，上文说到的Fastmelt工艺和ITmk3工艺并未运用于含铁尘泥的处理。美国Inmetco公司、神户钢铁公司加古川厂和新日铁光厂的转底炉产能较小，其他几座转底炉产能均能到达14万t/a以上。2.1.1美国Inmetco公司 美国Inmetco公司转底炉建于1978年，选用的是自主研制的Inmetco工艺，用于处理不锈钢粉尘以及含锌电池，产能9万t/a。该转底炉直径16.7m，炉底宽4.3m，炉底面积146m2，转速15~20r/min，复原温度1250~1300℃，金属化率为96%。 2.1.2神户钢铁公司 神户钢铁公司加古川厂转底炉建于2001年，选用的是Fastmet工艺，用于处理钢铁厂的含铁、含锌粉尘，产能为1.4万t/a。该转底炉直径为8.5m，炉底宽1.25m，复原温度为1300~1350℃，复原时刻为12min，DRI（直接复原铁）或HBI（热压块铁）金属化率85%~92%，镍档次95%~100%，脱锌率超越90%，收回粉尘中锌含量为44.70%［9］。 2.1.3新日铁公司 新日铁公司现在建有8座转底炉，广畑厂4座，光厂1座，君津厂3座，别离选用了Fastmet工艺、DryIron工艺和Inmetco工艺。 新日铁广畑厂别离于2000年、2005年和2008年建成3座转底炉，选用Fastmet工艺，用于处理钢铁厂含铁、含锌废弃物，产能均为19万t/a，其间3号转底炉由新日铁工程与神钢的合资专业公司建造。该转底炉直径21.5m，炉底宽2.8m，转速3.75r/min，设备作业率可达90%以上。当炉子的出产率为10kg/（m2·h）时，DRI金属化率达91.9%，脱锌率为94.0%，其间14万t金属化球团供该厂转炉炼钢，转底炉布袋过滤器收回的粉尘含锌量约为63.4%（其间78.9%是ZnO），铁含量小于1%，可作为炼锌厂质料。尔后在2011年又建成产能为22万/a的4号转底炉。 新日铁光厂转底炉建于2001年，选用DryIron工艺，用于处理不锈钢出产过程中发生的固体废弃物（电炉粉尘、酸洗沉渣和轧钢氧化铁皮等），收回铁、锌、镍、铬等成分，产能为2.8万t/a。该转底炉直径为15m，复原温度为1300℃，复原时刻为15min，作业率为80%左右，DRI的金属化率为70%～80%，DRI产品用于电炉和AOD炉[10]。新日铁君津厂在2000年和2002年先后建成2座转底炉，选用Inmetco工艺，用于处理来自高炉和转炉的干粉尘和低水分污泥，产能别离为18万t/a和14万t/a，复原时刻别离为10~20min和15~30min，生球处理才能别离为22t/h和17t/h。该转底炉直径为24m，炉底宽为4m，炉膛面积为230m2，冶炼温度为1250~1300℃，DRI金属化率到达75%~85%；脱锌率可达92%，直接复原铁均匀强度为10MPa[11]。尔后在2008年又建成3号转底炉，选用DRyIron工艺，产能为31万t/a。 2.1.4JFE公司 JFE西日本钢铁福山厂转底炉建于2009年，选用Fastmet工艺，用于处理高炉尘和转炉尘，产能为19万t/a，产品DRI用于高炉，收回的氧化锌出售。该转底炉直径为27m，出产的DRI复原度大于80%，锌收回率大于90%，耐压性大于100kg/块。 2.1.5韩国浦项 韩国浦项与日本新日铁协作，别离在浦项厂和光阳厂各建成1座转底炉，选用DryIron工艺，用于处理含泥和轧钢铁鳞，每座转底炉可出产HBI（或DRI）14万t/a，总出资1300亿韩元，出资份额为7∶3。浦项厂转底炉从2008年8月开端建造，于2009年9月建成，出产的HBI大部分出口到新日铁；而光阳厂转底炉从2009年1月开端建造，于2009年末建成，出产的DRI则悉数被浦项公司运用。浦项经过收回运用炼钢过程中发生的副产品添加铁水产值和公司赢利，一起，经过将转底炉项目与联合国清洁展开机制项目（CDM）相结合，以保证取得二氧化碳排放权。 2.2国内转底炉工艺运用现状 国内钢厂共投产7座转底炉用于处理含铁尘泥，2座在建。各钢厂转底炉及首要技能指标见表2。除马钢直接引入新日铁DryIron工艺外，其他几家钢厂均是选用国内高校或许科研机构成套技能。国内钢厂转底炉投产时刻较晚，技能也较为老练，建成转底炉产能均在20万t/a以上。 2.2.1马鞍山钢铁公司 马鞍山钢铁公司引入新日铁DryIron工艺，于2009年7月建成投产1座产能为20万t/a的转底炉，用于处理高泥，该转底炉核心技能和设备由日本新日铁工程公司供给，马钢设计院担任国内的配套，之后，马钢设计院与日本新日铁公司合资建立马鞍山中日资源再生工程技能有限公司。该转底炉直径为20.5m，炉底宽为4.9m，作业率均匀为80%（最高可达95%），制品球能耗为248.57~297.43kgce/t，体系脱锌率达85%以上，排碱率达60%，烟尘浓度低于50mg/m3，收回含锌55%的粗锌粉为0.3万t/a，出产金属化率大于80%的金属化球团14万t/a[12-13]。 2.2.2日照钢铁公司 日照钢铁公司选用钢铁研讨总院的“冷固结成型+转底炉直接复原”技能，建成2条20万t/a的转底炉出产线，于2010年5月投产，其产品金属化球团产值为14万t/a，可作为转炉炼钢的冷却剂质料，副产品粗锌粉尘外售作为炼锌的质料。该转底炉直径为21m，炉底宽为5m，炉膛内高为1.5m，炉底面积为330m2，烧嘴数31个，助燃空气预热器能够将助燃空气加热至450～480℃，煤气预热器将发生炉煤气加热至250～280℃，炉子作业率到达90%，所出产的直接复原铁金属化率均匀在75%~85%，可日产400～500t合格金属化球团，出产运转本钱控制在800~900元/t[14-16]。 2.2.3莱芜钢铁公司 山东莱芜钢铁公司与北京科技大学出资2亿元协作开发出转底炉直接复原处理钢铁厂含泥成套工艺，产能为32万t/a，于2010年11月投产，用以处理烧结灰、高炉除尘灰、转炉灰、电炉除尘灰、轧钢污泥、转炉污泥等，可年产金属化球团20万t、锌灰0.2万t，出产的金属化球团供高炉或转炉运用，转底炉二次除尘灰经湿法富集锌后作为炼锌质料。该转底炉直径为34.5m，炉底宽为5m，出产的金属化球团金属化率大于60%，TFe档次大于55%，脱锌率大于93%，粗锌档次为41.36%，粗锌产值为2000t/a，脱钾、钠率大于85%，归纳能耗为227.86kgce/tDIR[17]。 2.2.4沙钢集团 江苏沙钢集团与北京神雾集团出资3亿元联合开发出具有彻底自主知识产权的“蓄热式转底炉处理含泥、归纳收回铁/锌”的成套工艺技能和配备，建造了1座30万t/a的蓄热式转底炉，于2011年12月投产。该转底炉直径为45m，炉底宽为5m，转速为20~30min/r，金属化率在72%~96%之间，作业率到达82.5%，脱锌率在94%~97%之间，锌元素均匀收回率到达95%，收回ZnO均匀锌含量在62%以上（最高可达70%），制品球能耗为208.3kgce/t。该转底炉技能不仅能收回高纯度ZnO、金属铁，还能收回过热蒸汽，每年处理含铁污泥、除尘灰等冶金固废37万t，可出产30万t金属化球团，并收回ZnO1.5万t，蒸汽16万t，减排二氧化碳3.12万t，出产运转本钱为776.41元/t[18]。 2.2.5宝钢集团 宝钢湛江钢铁有限公司选用中冶赛迪转底炉固废处理成套技能，建成1座产能20万t/a转底炉，并于2016年6月热试成功。该项目出资约2亿元，可出产制品金属球约14万t/a，粗锌粉约1万t/a，脱锌率大于85%，金属化率大于75%，预期年收益达5000余万元，可完成宝钢湛江钢铁厂含铁粉尘100%收回运用。之后，宝钢集团同中冶赛迪协作一个固废处置、资源归纳运用项目，在上海本部拟建2×20万t/a转底炉，并依照两期分步施行建造，一期建造一条出产线，预留1条出产线二期建造。一期工程除转底炉本体及相应公辅设备外，还包含两期共用的质料接纳、配料、混合体系、制品存储、质料除尘以及二期的部分土建造施。 2.2.6燕山钢铁公司 河北钢铁集团燕山钢铁有限公司选用中冶赛迪集团自主研制的转底炉固废处理成套技能建成一座产能20万t/a的转底炉，用以处理各种高炉、转炉除尘灰，并于2015年6月热试成功，该转底炉脱锌率大于85%，金属化率大于75%，每年可取得约14万t金属化球团、0.5万tZnO粉尘、13万t蒸汽。3转底炉存在的技能问题转底炉技能尽管展开迅速，技能日趋老练，但因为工艺自身的局限性，仍存在如下的技能问题： （1）转底炉首要依托辐射传热，且炉底料层较薄，所以普遍存在能耗高、出产率低、出产规划 小的问题。 （2）转底炉设备机械设备杂乱，设备故障率高，运转维护费用较高。 （3）转底炉处理的冶金尘泥中含有锌、铅、钾、钠等物质，因为这些物质熔点较低，导致转底 炉烟气成分杂乱，处理与收回运用困难。 （4）转底炉出产质料成分杂乱、开停炉频频，致使耐材腐蚀速度快，限制了连续出产[19-20]。4转底炉处理含铁尘泥的未来展望跟着环保标准收紧，钢铁厂环保压力大幅添加，对钢铁厂含铁粉尘的归纳运用有着重大意义。Inmetco和Fastmet工艺出产的DRI质量较差，不适合国内引入，后续开发的Fastmelt工艺能耗较高，也不符合我国国情。国内科研人员经过对现有技能研讨，进一步优化主体体系和改善配套技能，提出了具有自主知识产权的研讨成果。往后，我国应该坚持以经济效益为中心，以高效、优质、低耗、环保、安全为方针展开转底炉技能，在国家支持下，产学研相结合，对转底炉工艺的共性、关键技能难题展开技能攻关，对在转底炉运转条件下生成粒铁的必要条件和充分条件展开基础研讨，运用现有条件展开工业规划顺行出产条件的探究实验。5结语转底炉技能最早发源于美国，展开于日本，技能日趋老练后被国内钢厂引入。现在已工业化运用的转底炉工艺首要有Inmetco、Fastmet、Fastmelt、ITmk3和DRyIron工艺等，国内高校及科研机构在这些工艺的基础上开发出了具有独立知识产权的成套技能，并已投产运用于国内部分钢厂。因为工艺自身存在着局限性，转底炉仍存在着一些技能问题，但其在资源运用和环保方面的出色体现，必定推进该技能的进一步展开与完善。 参考文献(略) 来历：鞍钢集团经济展开研讨院李博等。

（三）分支浮选在氧化铜矿浮选中的使用    据有关材料介绍，分支浮选对低档次矿石效果明显。铜矿峪矿石档次偏低，精矿产率小，契合选用分支浮选的条件，为了验证分支浮选工艺对这类矿石的适应性，实验采集了一批氧化率43.19%，原矿档次0.33%的矿石。    实验流程，加药地址与硫化矿相同，见下图。实验成果见下表。氧化矿低档次矿石分支再磨实验成果浮选工艺浮选目标%药剂用量  克/吨原矿档次精矿档次收回率混黄药乙酯油惯例浮选0.34721.49484.125009012分支浮选0.34123.49884.03275759单支精矿再磨0.34926.64884.13009012分支精矿再磨0.3326.0983.44275759     实验成果证明：分支浮选对氧化矿低档次矿石是有用的。精矿再磨进步精矿档次5%与硫化矿共同，阐明粗精矿再磨工艺对铜矿峪矿石是适用的。[next]    分支浮选工艺适合于铜矿峪低档次、精矿产率小的矿石，也适应于氧化矿。分支浮选工艺与粗精矿再磨工艺相结合，可以节约各种药剂10~15%，又能进步精矿档次4~5%。总的经济效果十分明显，是当时下降选矿本钱，进步经济效益的途径之一。                        （四）用铁粉从胆矾溶液中置换铜的机理研讨    在使铜从溶液里直接沉积的许多办法中（例如电解，用铁、铝或锌置换；用CO、H2、H2S或SO2沉积；以及用Ca（OH）2或CaCO3沉积），实践证明，只有用铁置换的办法对低浓度、多杂质的溶液才是经济上可行的。    我国江西铜业公司用萃取—电积法或石灰沉积法收回铜的矿山，现已改用铁粉置换法收回铜。铁粉置换法的经济效益已逐渐被知道，因而，经过理论分析和科学实验来进一步论述铁粉置换技能，仍具现实含义。北京矿冶研讨总院有人著文就铁粉置换技能，工艺要求，下降铁耗和取得高纯铜粉的办法进行了实验和评论。    1.铜离子被铁置换的行为    pH值与置换速度的联系   跟着溶液的pH值下降（游离酸添加），交流速度加速，溶液中无游离酸存在，则难以进行交流；跟着溶液中Cu2+含量下降，交流速度也随之减慢，最终到达溶解与沉积的平衡，交流率不再上升，这种平衡一向坚持到铁粉耗尽；胆矾和金属铁交流的适合pH值为2~2.5。    置换时刻与交流率的联系   跟着置换时刻添加，交流率上升，但速度减慢（因Cu2+浓度下降和pH值上升），当正反响和逆反响平衡时，交流率到达最高值，该值一向坚持到金属铁耗尽；金属铁被悉数溶解之后，溶液里过剩的游离酸使沉积铜被从头缓慢溶解，导致排出液含铜上升，交流率下降。因而，正确把握化学平衡极为重要。    铁粉用量与置换速度的联系   在相同的交流时刻里，复原铁粉用量越多，交流速度越快；当溶液的pH值超越4今后，交流率不再上升。溶液中有过量的金属铁存在时，可以避免溶液里Cu2+上升，但过多的铁粉用量将使沉积铜档次下降，酸耗添加。    溶液含铜量对交流的影响   溶液中Cu2+浓度越高，交流率越高，因而，在实践使用时应尽量进步进液浓度；采纳添加Cu2+和Fe°的碰撞频率及进步FeSO4分散速度之办法，以求加速交流速度和取得较高听交流率。    逆流交流实验  选用逆流交流法可以在挨近理论铁耗的状况下，一起取得高档次沉积铜和高听交流率；    实验条件为  进液每立升含铜5克，pH值为2，复原铁粉用量为理论铁耗的110%，交流时刻15分钟，实验成果核算于下表。产品批号排出液含铜克/升沉积铜档次Cu%交流率%10.199696.0720.00379599.9230.01994.799.6140.193.897.9350.8246.783.02[next]     溶液中氢离子浓度下降，交流速度减慢，导致排出液含铜量升高，交流率和沉积铜档次下降，因而，在交流进程中要严厉监控氢离子浓度的改动和当令的补加游离酸于交流液中；第一批交流液理论铁耗的5.5倍复原铁粉相遇，按化学反响原理它的交流率应当最高，但是恰恰相反，它的排出液含铜居然高达0.19克/升，这一“失常”现象极为重要，是逆流交流实验所赋予的很有含义的启迪。    Fe3+对置换的影响    在铜矿石的硫酸浸出液中，或多或少的存在必定数量的三价铁离子。在以铁粉置换铜时，溶液中的三价铁大部分按反响式Fe2（SO4）3+Fe→3FeSO4被复原成二价铁，然后添加了铁耗，所添加的铁耗量以彻底反响核算，是溶液中三价铁离子量的二分之一。依据实验所得到的数据，可以得出这样的定论：在用铁粉置换铜时，溶液傍边的Fe3+简直悉数被复原为Fe2+。因而，在交流进程中要避免Fe2+的氧化，Fe2+的氧化将使铁耗添加和加速Fe3+的水解，给置换作业带来损害。对处理Fe3+浓度很高的溶液，选用铁粉置换法是不适合的，在这种状况下，考虑预先将Fe3+复原是必要的。    2.铁粉置换法收回铜的实例    例1  武山铜矿石酸浸液铜的收回    武山归纳矿石酸浸液每立升含铜14.1克、含铁7.7克、含Fe3+0.25克，在交流时需求往每立升溶液中追加0.125克纯铁，做为将Fe3+复原成Fe2+之用。然后，再按每一克铜需求0.88克纯铁来核算理论铁耗。先用硫酸将溶液的pH值调至2，再在搅动的状况下参加铁粉置换15分钟。实验成果见下表。理论铁耗%沉积铜档次%交流率补白10096.7594.25溶液里尽管有多种离子，但重金属离子的含量很低，因而，在沉积铜中的共沉物很少。10595.499.4311090.45~10011590.5~10012084.6~100     例2  城市山铜锌矿石酸洗液铜的收回    江西城门山铜锌矿石中含有水溶铜和吸附铜，需将这部分铜用稀硫酸洗脱，再加以收回。酸洗液每立升含铜0.97克，因无其它离子的化学分析数据，故在核算铁耗时只能依据铜的含量核算，并以通用的工业铁耗标明。先钭酸洗液的pH值调至2左右，然后在搅动的状况下参加复原铁粉，交流15分钟，马上过滤，清洗。对所得成果列于下表。工业铁耗%沉积铜档次Cu%交流率%排出液pH10092.894.643.511088.798.143.512082.398.354     实验证明：用抱负溶液的参数实验成果，辅导天然含铜溶液的交流实践，是可行的。    3.胆矾溶液铁粉提铜原理    铁粉置换化学   铁粉置换进程发作的三个首要反响为：                             CuSO4+Fe→FeSO4+Cu          （1-1）                           Fe2（SO4）3+Fe→3FeSO4         （1-2）                            H2SO4+Fe→ FeSO4+H2           （1-3）[next]    在pH为2~2.5时，搅动的状况下式（1-1）为首要反响，而在停止的状况下式（1-2）则变得重要，当pH                      Cu+Fe2（SO4）3 → CuSO4+2FeSO4        （1-5）    Fe2+的氧化和Fe3+的水解：在浸出进程中含铁矿藏中铁的溶解以及硫化矿和某些其他矿藏氧化时，Fe3+的复原发作了适当数量的Fe2+，而Fe3+极易被氧化成Fe3+：                     4FeSO4+O2+2H2SO4→2Fe2（SO4）3+2H2O    （1-6）    当Fe2+氧化所构成的Fe3+超越了溶解度，或pH值有所添加时，三价铁就按（1-7）水解而到达新的平衡。                       Fe3++3H2O ←→Fe（OH）3+3H+         （1-7）    操控溶液pH值避免Fe（OH）3沉积分出   三价铁在浸进程是不可避免要发作的，而对沉积置换又是十分有害的，因而，避免Fe（OH）3沉积分出，对胆水提铜作业的胜败联系甚密。Fe（OH）3沉积的pH值与Fe3+离子浓度有关，当溶液pH超越3.7时，溶液傍边尽管Fe3+离子浓度很低（10-5M）也要被水解沉积分出，分出的Fe（OH）3固体进入沉积铜中则下降沉积铜档次，阻止铜离子被铁复原和下降置换速度。因而，当用铁复原铜时，溶液的pH值最佳操控规模开端为±2，停止为±3。    胆水铁粉提铜动力学    铁粉置换的反响发作在固—液界面，化学作用使界面和溶液内部的浓度发作差异，引起分散作用。但这种浓差只存在于紧贴固体表面的一层相对不动的液膜（分散层）内，而溶液内部是均匀的。在分散层内发作着溶液浓度的接连改动，反响物经过分散层向界面分散，产品则经过分散层脱离界面。    这样，在铁粉置换的反响中包含着分散和界面化学反响这两个环节。实验证明，相界面上的化学反响进行得很快，分散速度慢，成了阻止反响的环节，因而，进程的总速度就取决于分散速度。    胆水铁粉提铜整个反响速度V0等于：                                    D•A                             Vo = ———• △C              （1-8）                                   V•δ     式中V为溶液体积，△C标明分散层两头浓度的增量。    式（1-8）标明，固—液反响速度取决于分散系数D，相界面面积A和分散层厚度δ，凡能改动这些要素的办法，都能改动反响速度。    在铁粉置换操作中要注意以下几个问题：（1）复原铁粉的粒度，（2）温度，（3）拌和，（4）溶液酸度，（5）胆水浓度。    经过对抱负溶液和实践用水溶液的实验，以及对胆水铁粉提铜机理的评论，阐明，只需选用合理的工艺和对进程影响要素可以及时地检测和调整，就能以挨近理论值的低铁耗，取得高交流率和高档次沉积铜。