Тема: Исследование процессов восстановления и окисления железа в сидероплезите

К железным рудам уральских месторождений, которые не нашли широкого применения в черной металлургии, относятся и сидериты Бакальского месторождения, запасы которых составляют около 1 млрд.т. Это объясняется рядом причин: сравнительно низким содержанием в них железа (30-35%), повышенным (10-12%) содержанием оксида магния, глубоким залеганием, а также отсутствием разработанной эффективной технологии обогащения и подготовки их к плавке с получением материала, богатого железом, с низким содержанием магнезии и вредных примесей.
Бакальские сидериты относятся к труднообогатимым рудам. Обогащение их обычными методами не обеспечивает удовлетворительного качества концентрата даже при очень тонком измельчении. Содержащийся в сидерите оксид магния химически связан с железом, поэтому при обычном обогащении он почти целиком переходит в концентрат. В настоящее время для разрыва химической связи оксидов железа с оксидами пустой породы труднообогатимых руд разработаны пирометаллургические способы обогащения с высокотемпературным восстановлением их до металлического железа.
На сегодняшний день, один из вариантов промышленного использования сидеритов - в доменном процессе в ограниченном их количестве до 15-17%. Лимитированное использование данного вида руд обусловленно главным негативным фактором - загущением доменного шлака оксидами магния, которые содержит руда (около 9%).
А также использование металлизированных Бакальских сидеритов, полученных в процессе пирометаллургического обогащения, включающем восстановительный обжиг оксидов железа (степень металлизации более 90%) в электросталеплавильных процессах. Использование руды, в небольшом количестве, в качестве добавки, как магнезиальный металлофлюс в ДСП. Металлофлюс является композиционной смесью, которая представляет собой металлическую губку восстановленного железа, включающую в себя вкрапления пустой породы, состоящей преимущественно из оксидов магния (около 80%) и недовосстановленных оксидов железа и марганца. Материал является ценной добавкой при выплавке стали, позволяющей повысить содержание MgO в шлаке. При этом оксид магния, переходя в шлак, снижает его агрессивное воздействие на футеровку.
Таким образом, существующие исследования в области использования и переработки сидерита, в свете нарастающего дефицита лома и богатых железных руд, а также необходимости создания ультраматериала, являющегося собой квазикомплексный заменитель различных шихтовых материаллов - в доменном или сталеплавильном производстве, наполнены дальноперспективной направляющей, в основе которой лежит верный выбор именно этого вида руды.
Купить

Был проведен ряд экспериментов направленных на изучение влияния различных условий в сидероплезитовой руде, с применением жидкого стекла. Жидкое стекло оказывает существенное влияние на процессы восстановления, металлизированных частиц железа становится больше. В одном из экспериментов за счет жидкого стекла удалось получить образование металлической оболочки на поверхности образца, но определить на электронном микроскопе состав элементов не удалось. Так же не удалось повторить эксперимент по совместному окислению и восстановлению с выделением чистого монооксида железа на поверхности.
В экспериментах по высокотемпературному восстановлению в новой сидеритовой руде, наблюдается восстановление железа и кремния, начиная от температуры 1500 °С. Увеличение выдержки при заданной температуре существенной роли не играет. При увеличении температуры до 1600 °С, наблюдаются спектры в которых восстановившегося кремния больше, по сравнению с температурой 1500 °С. В пустой породе, наблюдается большое количество остаточного оксида кремния, что говорит о том что полностью кремний восстановить все равно не удалось.
Работа является экспериментальным исследованием, направленным на дальнейший поиск оптимальной технологии получения железа из сидероплезитовой руды, путем разделения фаз, содержащих железо, и фаз содержащих магний.
Купить