一、進口塊礦高含水量的來源 進口塊礦的含水量通常指游離水(物理吸附水),而非結晶水(化學結合水),其高含水量主要與以下因素相關: 1. 礦石類型與地質條件 ? 典型高含水礦石:以褐鐵礦(FeO(OH)·nH?O)為主,廣泛分布于澳大利亞、巴西、印度等熱帶/亞熱帶地區。 ? 地質特性:褐鐵礦形成于濕熱環境,天然孔隙率高(30%~50%),易吸附雨水或地下水。 ? 結晶水含量:褐鐵礦化學結構中含結晶水(約10%~15%),但游離水(表面吸附水)可通過自然干燥或人工烘干去除。 2. 開采與運輸過程 ? 露天開采:礦石暴露于雨季或高濕度環境,開采后直接堆存,導致吸水量增加。 ? 海運影響: ? 礦石在港口裝卸、海運途中接觸海水或雨水(如巴西雨季裝船)。 ? 船艙密閉性差或未覆蓋防雨布,加劇吸水(海運周期約30~45天)。 3. 儲存條件 ? 港口堆場缺乏防雨設施(部分發展中國家港口條件有限),礦石長期露天存放,吸水率可達15%~25%。二、結晶水與游離水的區別
三、為何必須脫除游離水?——高爐冶煉的剛性需求 游離水的存在直接威脅高爐運行效率與經濟性,脫水是必要工序: 1. 能耗問題 ? 蒸發吸熱:1噸水蒸發需消耗 620~650kCal 熱量,若塊礦含15%游離水,每噸濕礦蒸發能耗約 93~97.5kCal,導致高爐焦比(焦炭消耗量)上升 5%~8%。 2. 透氣性問題 ? 料層阻力:濕礦粘結成團,阻塞高爐內氣流通道,降低煤氣利用率(從45%降至38%以下)。 ? 爐況波動:水分突然蒸發引發爐內壓力波動,增加懸料、塌料風險。 3. 經濟性損失 ? 無效運輸成本:海運15%水分相當于每船20萬噸礦石中有3萬噸是水,運費浪費約 150萬美元(按海運價50美元/噸計)。 ? 粉礦率上升:濕礦在轉運中易碎裂,產生粉礦(<6mm),需額外燒結處理,成本增加 20~30元/噸。四、結晶水的處理策略 盡管結晶水需高溫分解,但其處理邏輯與游離水不同: 1. 高爐內分解: ? 結晶水在爐身中上部(400~800℃區域)分解,生成H?O氣體,導致煤氣體積膨脹,可能降低還原效率。 ? 控制手段:限制褐鐵礦入爐比例(一般<20%),或搭配低結晶水礦石(如赤鐵礦)。 2. 預處理替代方案: ? 燒結/球團工藝:在燒結機或鏈篦機-回轉窯中提前分解結晶水(處理溫度1200~1300℃),但塊礦通常直接入爐,此法不適用。五、典型案例:澳洲褐鐵礦的脫水實踐 ? 礦石特性:澳洲羅布河(Robe River)褐鐵礦,游離水12%~18%,結晶水10%~12%。 ? 處理流程: 1. 港口預干燥(自然晾曬降低游離水至8%~10%)。 2. 到廠后經塊礦烘干線(300~380℃)進一步脫水至≤5%。 3. 入高爐后結晶水在爐內分解,通過增加鼓風溫度(1250℃→1350℃)抵消負面影響。 ? 經濟性:烘干成本23元/噸,但降低焦比節約成本50元/噸,凈收益27元/噸。結論 進口塊礦的高含水量(15%~20%)以游離水為主,源于濕熱氣候、海運暴露及儲存條件,需通過烘干去除以保障高爐順行。結晶水雖化學結合,但可通過配礦和工藝調控減少危害。脫水烘干是鋼鐵企業降本增效的必選項,而非可選工序。
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