[发明专利]一种深度还原物料中铁颗粒粒度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁矿石的深度还原技术领域，特别一种深度还原物料中铁颗粒粒度的控制方法。

背景技术

近年来，针对某些复杂难选铁矿石品位低，浸染粒度微细，矿物组成复杂的特点，我国相关科研工作者突破选矿-球团（烧结）-高炉的传统理念，提出了采用“深度还原”技术处理某些复杂难选铁矿石，实现了铁的高效富集。深度还原是指将复杂难选铁矿石在比磁化焙烧更高的温度和更强的还原气氛下，使铁矿物还原为金属铁，并使金属铁生长为一定粒度铁颗粒的过程。深度还原包含铁氧化物还原和金属铁颗粒长大两个过程，目前深度还原的主要评价指标为金属化率，但金属化率仅能评价铁氧化物的还原程度，并不能对铁颗粒的粒度进行有效评价。采用深度还原技术处理某些浸染粒度微细铁矿石时，尽管可获得金属化率高达98%的还原物料，但磁选后铁粉品位仅为70%左右，其主要原因是还原后铁颗粒依然微细，致使后续的选别困难。根据实践经验，当铁颗粒粒度的d₅₀≥400μm时，即可得到指标优良的还原铁粉。因此，铁颗粒粒度特征是影响深度还原产品指标的重要因素。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种深度还原物料中铁颗粒粒度的控制方法，采用数字图像处理技术直接对铁颗粒进行图像采集、处理及分析，达到产品指标和节能降耗的双重目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种深度还原物料中铁颗粒粒度的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：将粒度小于2mm的铁矿石和粒度小于2mm的还原剂煤粉按配碳系数为0.5～3.0加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1125～1250℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为10～60min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；

步骤2：将还原物料与树脂均匀混合，经研磨抛光制作成光片，用光学显微镜观察形貌，然后在截面上随机选取一定数量的视场进行拍摄图像；

步骤3：对拍摄的图像进行二值化处理，然后对该二值图像进行自动分析统计，获得每个视场中所有铁颗粒的等积圆半径；

步骤4：根据颗粒等积圆直径，计算得到各个粒级产率Y与粒度直径d之间的函数关系，即金属铁颗粒累计粒度特性曲线公式：

Y(d)=Σi=1n[(di/2)3×mi]Σi=1N[(di/2)3×mi]×100%]]>

式中：Y为粒度小于d的负累计产率，%；d为铁颗粒直径，μm；m为直径为d的铁颗粒的个数，单位为个；N为铁颗粒粒级总数；n为粒度≤d的铁颗粒粒级总数；i表示铁颗粒的粒级，且i=1、2、3…N；

步骤5：利用步骤4的结果，分别绘制出还原温度和还原时间对铁颗粒粒度的特性曲线，根据得到的铁颗粒粒度特征曲线，再进行数据回归模拟，获得深度还原条件与铁颗粒粒度之间的关系，最后根据铁颗粒粒度要求，利用上述关系反推计算深度还原条件，以此来控制铁颗粒粒度的尺寸大小。