流化床直接還原煉鐵工藝具有可以直接使用精礦粉、還原反應氣固接觸面積大、設備簡單等特點,并且該工藝可以取消掉造塊工藝過程,從而在節能減排方面相比傳統的高爐工藝具有巨大優勢。然而,鐵礦粉還原過程中的黏結失流問題一直以來限制了該工藝的快速發展。造成黏結失流的原因可以歸納為以下幾點:金屬鐵晶須相互勾連;具有高活性的金屬鐵析出;顆粒之間金屬鐵或脈石相固體橋的橋連。
科研工作者為了進一步研究鐵礦粉流態化還原過程中黏結失流的發生機理,探索新的抑制黏結失流的途徑,引入了磷酸鈣表面改性和混合礦2種方法。試驗中分別采用懸濁液法、酸浸堿浸法和共沉淀法對巴西礦粉表面進行磷酸鈣包覆,并在掃描電鏡下檢測其包覆效果,在石英管流化床中對處理后礦粉進行流化還原驗證其抑制黏結失流效果;除此之外,嘗試在容易發生黏結失流的巴西礦、華聯精粉中按不同比例混入高磷礦、印尼海砂礦等不黏結礦,研究該方法對黏結失流行為的影響。
試驗中發現包覆磷酸鈣可以很好地抑制巴西礦粉還原過程中表面鐵晶須的生長,但是對黏結失流并未產生抑制作用;混合礦的方法可以達到易黏結礦與不黏結礦按一定比例混合后不發生黏結失流的效果。