高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究.pdf

第 52 卷 第 4 期2023 年 8 月中国有色冶金China Nonferrous MetallurgyVol.52 No.4Aug.2023蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵蕵藰藰藰藰试验研究高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究汪兴楠,陈学刚,郭亚光,高永亮,李东波(中国恩菲工程技术有限公司,北京摇 100038)摘摇 要摇 针对高磷鲕状赤铁矿现有冶炼工艺难以生产低磷铁水的问题,本文提出采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,在原料分析、热力学计算的基础上,进行了还原熔炼试验,并对还原体系进行了平衡计算,得到以下结论。矿物分析表明,该矿石具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。热力学计算表明,高磷鲕状赤铁矿在1450 1600 益温度范围内进行还原时,磷以单质磷形式还原进入金属铁相,不能以磷氧化物形式挥发;仅在 CaO 存在的条件下,H2O 及 CO2才与 Fe3P 反应,使磷以 Ca3(PO4)2形式进入渣中。还原熔炼试验表明,矿热炉工艺中铁水中的磷含量大于 1郾 0%,而侧吹炉还原工艺中铁水中磷含量可降低到0郾 45%。平衡计算表明,随着 O2/CH4的增加和配炭比的降低,Fe 的回收率减少;生铁中 wC随着生铁中 wP降低而降低。该研究表明,富氧侧吹还原技术具有熔池搅拌能力强、氧势及温度可灵活控制的优势,可强化铁中除磷、渣中留磷的冶炼条件,实现含磷铁基矿物的高效、短流程冶炼。本文研究结果为富氧侧吹工艺处理高磷鲕状赤铁矿的工业应用及推广提供理论基础和工艺参数指导。关键词摇 高磷鲕状赤铁矿;富氧侧吹还原熔炼;低磷铁水;含磷铁基矿物;短流程冶炼中图分类号摇 TF55;TF513摇 摇 文献标志码摇 A摇 摇 文章编号摇 1672鄄鄄6103(2023)04鄄鄄0128鄄鄄08DOI:10.19612/11鄄5066/tf.2023.04.016收稿日期 2023鄄鄄02鄄鄄20第一作者 汪兴楠(1992),女,辽宁营口人,博士,工程师,主要从事有色金属冶炼、铁基矿物高效冶炼方面的研究。引用格式 汪兴楠,陈学刚,郭亚光,等.高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究J.中国有色冶金,2023,52(4):128-135.摇 摇 我国高磷鲕状赤铁矿资源较为丰富,已探明储量约 37 亿 t1,具有较广应用前景。矿石中磷含量较高,如鄂西高磷鲕状赤铁矿石中,磷含量 为0郾 8%1郾 4%,铁品位约为 42%。该矿矿物结构嵌布粒度极细,具有赤铁矿、磷灰石、鲕绿泥石等矿相共生或相互包裹的特点2。由于高磷鲕状赤铁矿中铁磷紧密共生,在烧结和冶炼过程中,磷元素将会全部进入烧结矿和铁水中。铁水中磷含量较高将极大影响钢材性能3,因此一直未能实现规模化应用。部分企业将高磷矿视为高杂劣质矿,仅在冶炼过程中少量搭配4,造成高磷赤铁矿大幅贬值。因此,仍需探索经济、高效地冶炼高磷鲕状赤铁矿的工艺路线。为有效利用高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,研究人员提出了在冶炼前对矿石进行脱磷处理方法5-7,以 及 采 用 磁 化 焙 烧 法8-10、直 接 还 原法11-15与富氧顶吹熔融还原法16-18等非高炉冶炼工艺进行冶炼。上述技术存在流程长、能耗高、还原过程难以控制等问题,尚未得到工业化应用。中国恩菲工程技术有限公司(以下简称“中国恩菲冶)开发了侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术19-20,该技术具有较强熔池搅拌能力、灵活控制氧势及温度的优势,有利于磷挥发进入烟气及渣相,有望实现含磷铁基矿物的高效、短流程冶炼。本文对富氧侧吹还原熔炼处理高磷鲕状赤铁矿的技术路线进行了探索,首先利用 HSC 6郾 0 软件对富氧侧吹还原熔炼过程中反应的吉布斯自由能进行计算,分析高磷铁矿富氧侧吹还原机理,而后开展高磷铁矿熔融还原试验研究,探究富氧侧吹还原熔炼处理高磷铁矿生产低磷铁水工艺可行性,并采用Factsage 软件对冶炼系统进行物料平衡计算及铁水試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試成分分析。试验及模拟结果可为富氧侧吹工艺处理高磷鲕状赤铁矿的工业应用及推广提供理论基础和工艺参数指导。1摇 试验原料和研究方法1郾 1摇 试验原料本试验所用原料为高磷鲕状赤铁矿,主要元素化学分析结果见表1,其中 Fe2O3含量65郾 34%、P2O5含量 1郾 9%。对该矿中磷、铁元素进行化学物相分析,结果见表 2 及表 3。数据表明,矿石中磷的化学物相主要是磷灰石,占磷物相总量的 91郾36%;铁的化学物相主要是赤褐铁矿,占铁物相总量的97郾59%。表 1摇 高磷赤铁矿化学成分(质量分数)Table 1摇 Chemical compositions of highphosphorus hematite%成分Fe2O3FeOP2O5CaOSiO2MgOAl2O3其他含量65郾 341郾 261郾 905郾 1211郾 020郾 865郾 778郾 00表 2摇 矿石中磷的化学物相分析Table 2摇 Chemical phase analysis ofphosphorus in the ore%相态磷灰石含磷褐铁矿残渣中磷总磷磷含量0郾 740郾 030郾 040郾 81磷占有率91郾 363郾 704郾 94100郾 00表 3摇 矿石中铁的化学物相分析Table 3摇 Chemical phase analysis of iron in the ore%相态碳酸铁 硫化铁 磁铁矿赤褐铁矿 硅酸铁总铁铁含量0郾 110郾 0244郾 990郾 9846郾 10铁占有率0郾 240郾 0497郾 592郾 13100郾 00摇 摇 采用扫描电镜对高磷鲕状赤铁矿微观组织结构及元素分布进行分析,如图 1 所示。矿石具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。图 1摇 高磷铁矿微观形貌及元素分布Fig.1摇 Micro鄄morphology and element distribution of high phosphorus hematite摇摇 摇 试验所用还原剂为无烟煤,熔剂为生石灰,其成分如表 4 及表 5 所示。试验所用富氧气体由高纯氧气、高纯氮气混合所得,燃料为天然气。1郾 2摇 试验装置及方法利用中国恩菲偃师研发基地中频炉、矿热炉、侧吹炉装置开展高磷铁矿熔融还原试验研究。通过中频炉试验考察通入氮气对熔池进行扰动条件下磷的挥发情况;通过对比矿热炉和侧吹炉试验结果,分析高磷铁矿在富氧侧吹还原熔炼条件下磷的分表 4摇 无烟煤化学成分(质量分数)Table 4摇 Chemical compositions of anthracite coal%无烟煤成分H2O固定碳挥发分普通灰分含量1郾 3979郾 328郾 8711郾 81灰分成分CaOSiO2MgOAl2O3FeP含量9郾 1642郾 353郾 5935郾 353郾 300郾 62布走向。921摇 2023 年 8 月第 4 期摇摇 摇 摇 摇 摇 汪兴楠等:高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試表 5摇 生石灰化学成分(质量分数)Table 5摇 Chemical compositions of caustic lime%成分CaOSiO2MgOAl2O3含量67郾 241郾 671郾 500郾 36摇 摇 设高磷铁矿中全部 Fe2O3、FeO 及 P2O5被还原时所用煤量作为配碳量标准(C/O=1郾 0)进行试验设计。试验前,将高磷铁矿、无烟煤及石灰石按照试验方案中的配煤比、碱度(CaO/SiO2)进行混料后,加入试验装置中,在 1 450 1 600 益条件下进行保温,达到设定时间后放出磷铁及尾渣。摇 摇 采用化学分析方法对产出磷铁及尾渣中的 Fe、P 元素进行分析,并根据分析结果计算得到磷在渣铁中的分配比(LP)。2摇 高磷铁矿富氧侧吹还原熔炼热力学分析2郾 1摇 铁矿富氧侧吹还原熔炼过程以煤作为还原剂、天燃气作为燃料,分析高磷铁矿富氧侧吹还原熔炼过程。还原熔炼过程中可能发生的反应包括碳的消耗反应、甲烷燃烧反应及铁氧化物的还原反应,涉及的化学反应见式(1)(11)。碳的消耗反应C+O2(g詤詤)CO2(g)(1)C+CO2(g詤詤)2CO(g)(2)C+H2O(g詤詤)CO(g)+H2(g)(3)甲烷燃烧反应CH4(g)+1郾 2O2(g詤詤)0郾 86H2(g)+1郾 14H2O(g)+0郾 74CO(g)+0郾 26CO2(g)(4)CH4(g)+1郾 5O2(g詤詤)0郾 46H2(g)+1郾 54H2O(g)+0郾 54CO(g)+0郾 46CO2(g)(5)CH4(g)+2O2(g詤詤)CO2(g)+2H2O(g)(6)铁氧化物还原反应FeO+H2(g詤詤)Fe+H2O(g)(7)FeO+CO(g詤詤)Fe+CO2(g)(8)詤詤FeO+CFe+CO(g)(9)FeO+CH4(g詤詤)Fe+2H2(g)+CO(g)(10)FeO+0郾 5CH4(g詤詤)Fe+0郾 588H2(g)+0郾 412CO(g)+0郾 412H2O(g)+0郾 088CO2(g)(11)利用 HSC 6郾 0 软件计算上述反应在不同温度下的吉布斯自由能,如图 2 所示。根据反应吉布斯自由能可知,在富氧侧吹熔炼过程中,反应体系中CH4的燃烧反应优先进行,其次分别是 C 的燃烧反应、甲烷还原 FeO 反应、C 与 CO2及 H2O 反应,最后是 FeO 与 C、H2及 CO 反应。图 2摇 富氧侧吹还原熔炼反应吉布斯自由能Fig.2摇 Gibbs free energy of reactions in oxygen鄄richside鄄blown reduction smelting摇2郾 2摇 高磷铁矿富氧侧吹还原熔炼过程在还 原 熔 炼 中,高 磷 铁 矿 中 的 氟 磷 灰 石Ca10(PO4)6F2将与碳发生反应,可能发生的反应见式(12)(15)。Ca10(PO4)6F2詤詤+15CCaF2+15CO(g)+3P2(g)+9CaO(12)Ca10(PO4)6F2詤詤+15CCaF2+15CO(g)+1郾 5P4(g)+9CaO(13)Ca10(PO4)6F2詤詤+9CCaF2+9CO(g)+6PO(g)+9CaO(14)Ca10(PO4)6F2詤詤+3CCaF2+3CO(g)+6PO2(g)+9CaO(15)碳还原氟磷灰石的反应吉布斯自由能随温度的变化如图 3 所示。由图可知,氟磷灰石被还原生成P2(g)和 P4(g)时,所需温度在1 450 益以上,而生成含磷氧化物所需温度在 1 800 益以上。考虑到现有熔融炼铁工艺冶炼温度在 1 400 1 600 益之间,高磷铁矿在冶炼过程中,磷主要以单质磷形式挥发,而不能以氧化物形式挥发。Fe2O3和 Ca10(PO4)6F2同时与碳反应时,可能发生的反应见式(16)(18)。Ca10(PO4)6F2+45C+10Fe2O詤詤3CaF2+9CaO+45CO(g)+3P2(g)+20Fe(16)031中中 国国 有有 色色 冶冶 金金试验研究摇試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試图 3摇 C 还原氟磷灰石反应吉布斯自由能Fig.3摇 Gibbs free energy of fluorapatite reductionreactions by C摇Ca10(PO4)6F2+45C+10Fe2O詤詤3CaF2+9CaO+45CO(g)+2P2(g)+2Fe3P+14Fe(17)Ca10(PO4)6F2+45C+10Fe2O詤詤3CaF2+9CaO+45CO(g)+6Fe3P+2Fe(18)当碳同时还原氟磷灰石与赤铁矿时,反应吉布斯自由能如图 4 所示。由图可知,氟磷灰石还原出的单质磷优先与铁结合反应生成 Fe3P,即还原生成的铁对磷有很强的吸收能力,导致铁磷分离困难。而在富氧侧吹还原熔炼过程中,喷吹气体不断对熔池进行扰动,可促进磷的挥发,有望抑制磷元素进入铁相。图 4摇 C 同时还原氟磷灰石与赤铁矿反应吉布斯自由能Fig.4摇 Gibbs free energy of fluorapatite andhematite reduction reactions by C摇富氧侧吹还原熔炼过程中,通过向熔池中喷吹燃料和富氧空气为熔池进行供热。燃烧过程中产生的 H2O 及 CO2氧化性气体与 Fe3P、Fe3C 可能发生脱磷及脱碳反应,见式(19)(25)。各反应吉布斯自由能与温度的关系如图 5 所示。由图可知,无 CaO时,H2O 及 CO2不与 Fe3P 发生反应。而在 CaO 的存在条件下,H2O 及 CO2将与 Fe3P 反应,使磷以Ca3(PO4)2形式进入渣中,促使铁水进一步脱磷。但铁水的脱碳反应优先于脱磷反应进行。2Fe3P+2郾 5O2(g詤詤)6Fe+P2O5(19)2Fe3P+5H2O(g詤詤)6Fe+P2O5+5H2(g)(20)2Fe3P+5CO2(g詤詤)6Fe+P2O5+5CO(g)(21)5Fe3C+5H2O(g詤詤)15Fe+5CO(g)+5H2(g)(22)5Fe3C+5CO2(g詤詤)15Fe+10CO(g)(23)2Fe3P+3CaO+5H2O(g詤詤)6Fe+Ca3(PO4)2+5H2(g)(24)2Fe3P+3CaO+5CO2(g詤詤)6Fe+Ca3(PO4)2+5CO(g)(25)图 5摇 脱磷反应吉布斯自由能Fig.5摇 Gibbs free energy of dephosphate reactions摇3摇 高磷铁矿富氧侧吹还原熔炼过程研究采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿,是在高磷铁矿熔融还原过程中向渣层喷吹燃料及富氧空气,通过燃料燃烧为还原过程提供热量,通过调节燃料及氧气用量,灵活调控熔池温度及氧势,并对渣层进行扰动,促进磷向气相及渣相中迁移,从而实现含磷铁基矿物的高效、短流程处理,产出低磷铁水。3郾 1摇 富氧侧吹还原熔炼试验在热力学分析的基础上,开展高磷铁矿熔融还原试验研究,探究富氧侧吹还原熔炼处理高磷铁矿生产低磷铁水工艺的可行性。表 6 为试验方案及试验所得磷铁及尾渣成分分析结果。131摇 2023 年 8 月第 4 期摇摇 摇 摇 摇 摇 汪兴楠等:高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試表 6摇 高磷铁矿还原熔炼试验结果Table 6摇 Results of reduction smelting experiments of high phosphorus hematite试验试验条件磷铁成分/%尾渣成分/%喷吹气体C/O二元碱度wPwCw(Fe)w(P)LP=w(P)渣/wP铁第 1 次中频炉无1郾 01郾 351郾 0280郾 304第 2 次中频炉N21郾 01郾 351郾 3260郾 8570郾 0110郾 008第 1 次矿热炉无1郾 00郾 71郾 182郾 183郾 430郾 030郾 025第 2 次矿热炉无0郾 80郾 61郾 660郾 613郾 610郾 080郾 048第 1 次侧吹炉CH4颐 O2=1颐 1郾 51郾 851郾 130郾 733郾 461郾 300郾 130郾 178第 2 次侧吹炉CH4颐 O2=1颐 1郾 41郾 51郾 160郾 450郾 0283郾 570郾 260郾 578摇 摇 由试验结果可知,在中频炉试验中,喷吹 N2对高磷铁矿熔融还原过程中磷的分布无显著影响;在矿热炉试验中,高磷铁矿中的磷主要进入生铁中,生铁中磷含量大于 1郾 0%,磷在渣铁中的分配比小于0郾 05;在侧吹炉试验中,磷向渣中迁移,有效降低了铁水中的磷含量,其中第 2 次侧吹炉试验中的生铁中磷含量降低到 0郾 45%。而高炉冶炼磷含量为0郾 8%的高磷铁矿时,产生铁水磷含量为 1郾 68%21。与高炉冶炼相比,侧吹还原熔炼高磷铁矿,生铁中的磷含量可降低 73郾 21%。这表明采用富氧侧吹还原熔炼技术可有效处理高磷矿产出低磷铁水。由表 6 可知,第 1 次侧吹炉试验配碳量(C/O)为 1郾 85,产出生铁中磷含量为 0郾 73%、碳含量为3郾 46%,而第 2 次侧吹炉试验配碳量(C/O)为 1郾 5时,产 出 生 铁 中 磷 含 量 为 0郾 45%、碳 含 量 为0郾 028%。可以看出,增加配煤比可促进铁水渗碳,但导致渣中磷被还原进入铁水中,造成生铁中磷含量增加。对比第 2 次中频炉试验与侧吹炉试验,试验中均通入气体对熔池进行扰动,但中频炉试验中磷在渣铁中的分配比仅为 0郾 008,而侧吹炉试验中磷的分配比大于 0郾 1。对侧吹炉试验尾渣中的磷元素进行物相分析,结果如表 7 所示。由表可知,侧吹炉试验尾渣中磷主要以磷灰石形式存在。这说明富氧侧吹还原熔炼过程中,促进磷向渣中迁移的主要原因主要是由燃烧产生的氧化性气氛造成,在 CaO 存在条件下,铁中的磷与 H2O 及 CO2发生反应,生成磷灰石进入渣中,反应见式(24)(25)。表 7摇 侧吹炉试验尾渣中磷的物相分配Table 7摇 Phase distribution of phosphorus in the final slag of the side鄄blown furnace%试验磷灰石中磷含磷铁矿中磷残渣中磷总磷CS第 1 次侧吹炉0郾 110郾 0060郾 0140郾 130郾 210郾 003 6第 2 次侧吹炉0郾 260郾 0010郾 0010郾 260郾 170郾 004 43郾 2摇 富氧侧吹还原熔炼平衡计算富氧侧吹熔炼过程中,天然气与氧气的比例将影响燃烧气体组成及燃烧贡献热,进而影响高磷铁矿的熔融还原过程。因此需探究不同 O2/CH4及配碳量对高磷铁矿还原过程中铁磷氧化物的还原行为及铁磷元素走向影响,为此采用 Factsage 软件Equilib 模块理论计算高磷铁矿-无烟煤鄄CH4鄄O2体系在绝热条件下的平衡组成,结果见表 8 9。摇 摇 由表 8 可知,配碳量(C/O)为 1郾 0 时,电热还原条件下高磷铁矿将充分被还原,但在富氧侧吹熔炼工艺中,燃烧产生的氧化性气氛将消耗部分碳量,导致铁氧化物不能充分被还原。为提高矿石的还原程度,需提高配碳量。配碳量从 1郾 0 提高至2郾 0 时,铁的回收率从0 提高至71郾 30%。配碳量为 2郾 0,O2/CH4从 1郾 2 提高至 2郾 0 时,铁的回收率从 76郾 87%降低至 64郾 88%,这是因为随着O2/CH4增加,天然气能够充分燃烧,燃烧产物氧化性气氛增强,因而阻碍了铁氧化物的还原过程。但相对于配碳量来说,O2/CH4比例对铁矿还原的影响较弱。231中中 国国 有有 色色 冶冶 金金试验研究摇試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試表 8摇 1 550 益下高磷铁矿-无烟煤鄄CH4鄄O2平衡组成(绝热条件)Table 8摇 Equilibrium composition ofhigh phosphorus hematite鄄anthracitecoal鄄CH4鄄O2at 1 550 益 in adiabatic condition反应条件反应物/g平衡组成质量/g配碳量(C/O)O2/CH4高磷矿无烟煤生石灰CH4O2渣相铁水气相1郾 00(电热)100郾 0019郾 8150044郾 6250郾 6039郾 581郾 01郾 5100郾 0019郾 81519郾 1557郾 45110郾 610郾 00100郾 791郾 51郾 5100郾 0029郾 71522郾 1566郾 4492郾 1215郾 09126郾 082郾 01郾 5100郾 0039郾 61523郾 4970郾 4865郾 4336郾 57146郾 582郾 51郾 5100郾 0049郾 51524郾 8474郾 5155郾 4045郾 16163郾 323郾 01郾 5100郾 0059郾 41526郾 1878郾 5451郾 2549郾 08178郾 792郾 01郾 2100郾 0039郾 61538郾 9393郾 4461郾 7139郾 42185郾 842郾 01郾 7100郾 0039郾 61518郾 5362郾 9967郾 1935郾 21133郾 722郾 02郾 0100郾 0039郾 61514郾 1456郾 5669郾 7133郾 27122郾 32表 9摇 计算铁水成分Table 9摇Composition of molten iron配碳量(C/O)O2/CH4金属质量/g铁回收率/%金属相成分/%FeCOPSi移1郾 0050郾 6097郾 8498郾 980郾 100郾 010郾 910郾 00100郾 001郾 01郾 50郾 000郾 000郾 000郾 000郾 000郾 000郾 000郾 001郾 51郾 515郾 0929郾 4299郾 800郾 010郾 140郾 060郾 00100郾 002郾 01郾 536郾 5771郾 3099郾 820郾 010郾 110郾 060郾 00100郾 002郾 51郾 545郾 1688郾 0099郾 750郾 020郾 060郾 170郾 00100郾 003郾 01郾 549郾 0895郾 2499郾 340郾 040郾 030郾 590郾 00100郾 002郾 01郾 239郾 4276郾 8799郾 820郾 010郾 100郾 070郾 00100郾 002郾 01郾 735郾 2168郾 6599郾 820郾 010郾 110郾 060郾 00100郾 002郾 02郾 033郾 2764郾 8899郾 820郾 010郾 110郾 060郾 00100郾 00摇 摇 平衡计算的金属相成分如表 9 所示。配碳量C/O 为 2郾 5 3郾 0 时,生 铁 中 wC为 0郾 02%0郾 04%、wP为 0郾 17%0郾 59%,且该成分区间符合第二次侧吹炉试验产出磷铁成分(wC=0郾 028%,wP=0郾 045%),验证了计算结果的可靠性。从表中可以看出,生铁中 wC随着生铁中 wP降低而降低,且生铁中 wC小于生铁中 wP。由此可见,产出低磷铁水的同时,铁水中的 wC将维持在较低水平。需要说明的是,该体系组成为平衡状态下的计算结果,在实际冶炼中,由于燃烧产物快速逸出熔池,冶炼过程未能达到平衡状态,故碳不会完全被氧化性气氛(H2O、CO2)所消耗,因此实际冶炼过程中的耗煤量小于平衡计算的耗煤量。4摇 结论本文针对高磷鲕状赤铁矿难以冶炼低磷铁水的问题,在对原料进行物性分析、热力学计算的基础上,进行了试验研究及还原平衡计算分析,得到以下结论。1)扫描电镜分析表明,高磷鲕状赤铁矿具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。2)热力学计算表明,在高磷铁矿还原过程中,磷将以单质磷形式还原出来进入金属铁相,而不能以磷氧化物形式挥发;仅在 CaO 存在的条件下,H2O331摇 2023 年 8 月第 4 期摇摇 摇 摇 摇 摇 汪兴楠等:高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試及 CO2才与 Fe3P 反应,使磷以 Ca3(PO4)2形式进入渣中。3)高磷鲕状赤铁矿还原试验表明,采用富氧侧吹还原熔炼技术可有效处理高磷矿冶炼低磷铁水。在矿热炉还原试验中,高磷铁矿中的磷主要进入生铁中,铁水中的磷含量大于 1郾 0%;在侧吹炉还原试验中,燃烧生成的 H2O 及 CO2将促进磷向渣中迁移,使磷以 Ca3(PO4)2形式固定在渣中,生铁中磷含量可降低到 0郾 45%。增加配碳量可促进铁水渗碳,但导致渣中磷被还原进入铁水中,造成生铁中磷含量增加,冶炼过程中需合理控制配碳量。4)富氧侧吹还原平衡计算表明,随着 O2/CH4的增加和配碳量的降低,Fe 的回收率减小;生铁中wC随着生铁中 wP降低而降低。参考文献1摇 Li S F,Sun Y S,Han Y X,et al.Fundamental research in utili鄄zation of an oolitic hematite by deep reductionJ.Advanced Ma鄄terials Research,2011,158:106-112.2摇 孙永升,韩跃新,高鹏,等.高磷鲕状赤铁矿石工艺矿物学研究J.东北大学学报(自然科学版),2013,34(12):1773-1777.SUN Yongsheng,HAN Yuexin,GAO Peng,et al.Study processmineralogy of a high phosphorus oolitic hematite oreJ.Journalof Northeastern University(Natural Science),2013,34(12):1773-1777.3摇 周文涛,韩跃新,孙永升,等.高磷鲕状赤铁矿提铁降磷研究综述J.金属矿山,2019(2):10-14.ZHOU Wentao,HAN Yuexin,SUN Yongsheng,et al.Researchprospect enriched iron and dephosphorization of high 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