[发明专利]一种铁矿石还原性测定装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁矿石试验的装置和一种方法，更具体说是一种铁矿石还原性测定的装置和方法。

背景技术

还原性能表示用还原剂从铁矿石中排除与铁结合氧的难易程度。还原度的计算是以三价铁状态为基准(即假定铁矿石中的铁全部以Fe₂O₃的形式存在，并把这些Fe₂O₃中的氧算作100％)，还原一定时间后所达到的脱氧程度，以质量百分数表示。铁矿石还原性通常采用国标GB/T13241-91《铁矿石的还原性测定方法》方法研究。实验操作复杂，需要的铁矿石量多，试验过程人为因素影响较大。

CN201464316公开了一种新型铁矿石还原性试验装置，该装置针对目前铁矿石还原性试验装置在做完测定试验时，需要移开称重装置后，再从炉腔内取出还原管后，进行添加铁矿石粉或更换铁矿石粉的问题。采用的技术方案：一种铁矿石还原性试验装置，它包括炉体，还原管、称重装置和控制装置，所述还原管在还原炉的炉腔内，所述还原管悬挂在称重装置下面；所述还原管上设有还原气体入口和还原气体出口，所述还原管内设有热电偶；它还包括升降机构，所述升降机构包括升降杆和升降架，所述升降杆包括移动杆和固定杆，所述移动杆与升降架固定，所述升降机构还与称重装置固定。

CN101545842公开了一种测定铁矿石还原性的试验装置，它包括炉体、还原管、称重装置和控制装置，炉体内设有炉腔，还原管在还原炉的炉腔内，还原管悬挂在称重装置下面；还原管上设有还原气体入口和还原气体出口，还原管内设有热电偶；它还包括排气管，还原气体出口处设有集气罩，排气管与集气罩连接，集气罩内设有点火器，排气管上设有风机，点火器与控制装置信号连接。作为改进，它还包括升降机构，所述机构的升降包括移动杆和固定杆，移动杆与升降架固定，升降架与称重装置固定；集气罩与炉体可转动或可移动连接。

发明内容

针对现有技术均利用国标GB/T13241-91方法研究铁矿石还原性，试验过程复杂，需要铁矿石量多，试验过程产生有害气体较多等不足，本发明提供一种铁矿石还原性测定的装置和方法，该装置布置紧凑，操作简单、易于掌握，试验所需样品和所需气体量远远小于国标GB/T13241-91。

本发明提供一种铁矿粉还原性测定装置，包括供气系统，热重天平，尾气处理系统，温度控制系统，气体控制系统以及计算机数据处理系统，所述供气系统包括气瓶，气阀，气体净化装置；所述热重天平包括热天平、坩埚，试验样品，对比用空坩埚；所述尾气处理系统与热重天平连接，用以处理试验中产生的有害气体；温度控制系统和气体控制系统一端与热重天平连接，另一端连接处理试验数据的计算机数据处理系统。

进一步地，所述热天平两端分别放置装有铁矿石试验样品的坩埚和对比用空坩埚，供气系统中的气瓶中的气体经过气阀后，再经过装有无水硅胶的气体净化装置去除气体中的水分，经过净化的气体进入热天平中，热天平出口处装有尾气处理系统，热天平连接有温度控制系统和气体控制系统。

进一步地，所述坩埚内径4～6mm，高1～6mm，材质为98wt％Al₂O₃。

本发明还提供一种铁矿粉还原性测定方法，其步骤如下：

1）取100～200g铁矿石样品，粒度为10～12.5mm，在105℃温度下烘干120min，以除去水分；

2）取一定量烘干后的铁矿粉用密封式制样机破碎至200目以下；

3）称取破碎好的试验样品50±1mg放入坩埚中；将装有试验样品的坩埚放入热重天平上，按10～30℃/min升温速率升温，升温至900℃，在此过程中通N₂保护；

4）在900℃保温30min后通入还原气体CO，其中还原气体流量为15mL/min，反应时间180min；试验结束后，通N₂冷却至室温；

5）利用热重曲线结合铁矿石中FeO含量和TFe含量计算出铁矿石的还原度；

6）重新称取同样重量的铁矿粉，重复上述步骤2～3次，计算其铁矿石还原度的平均值，并以其平均值作为铁矿石还原度指数。

本发明的有益效果是该发明测定装置具有布置紧凑，操作简单、易于掌握，试验所需样品和所需气体量远远小于国标GB/T13241-91。且试验装置中添加尾气处理系统从而不会向外界排放大量有害气体，安全性好。试验结果与国标GB/T13241-91有很好的一致性。可广泛适用于工矿企业，高校和科研机构。

附图说明