Рентгеноспектральные и морфологические исследования продуктов дробления и прямого восстановления водородом железных руд Ленского рудного поля Республики Саха (Якутия)

Приведены результаты рентгеноспектрального элементного и фазового анализа, морфологических исследований продуктов дробления и прямого восстановления водородом железных руд Ленского рудного поля. Выявлено отсутствие селективного обогащения элементами отдельных классов крупности в ходе измельчения в зависимости от крепости и твердости исходных минеральных фаз. Руда содержит пониженное содержание вредных примесей. После восстанавливающего отжига в среде водорода происходит снижение содержания в рудном материале кислорода, значение которого незначительно отличается по классам крупности. В то же время содержание железа повышается с увеличением класса крупности, достигая своего максимума у класса крупности 1–0,5 мм. Морфологическими исследованиями выявлено, что исходные частицы имеют оскольчатую форму, обусловленную способом измельчения. У продуктов восстановления руды наблюдается выраженный рельеф поверхности частиц, образование губчатой поверхности. Индивидуальные частицы имеют неоднородный химический и минеральный состав, сложены из зерен различных фаз, размер которых может составлять от единиц микрон до 80 мкм. Установлена принципиальная пригодность метода прямого восстановления водородом применительно к железным рудам Ленского рудного поля.

1. Лебедев М.П., Петров П.П., Большаков А.М. Надежность материалов и конструкций для холодного климата – основа безопасности и развития промышленного потенциала Севера России // Сб. тр. Евразийского симпозиума по проблемам надежности материалов и машин для регионов холодного климата: Пленарные докла- ды. (1–3 декабря 2014 г.). – СПб.: Изд-во Поли- техн. ун-та, 2014. –С. 11–17.

2. Солнцев Ю.П., Титова Т.И. Стали для Се- вера и Сибири. – СПб.: Химиздат, 2002. – 352 с.

3. Шульгинов Б.С. О некоторых причинах снижения долговечности элементов машин и конструкций в условиях Крайнего Севера // Про- блемы прочности. – 1988. – № 12. – С. 25–29.

4. Тарасов А.В., Уткин Н.И. Общая метал- лургия. – М.: Металлургия, 1997. – 590 с.

5. Muscolino F., Martinis A., Ghiglione M., Duarte P. Introduction to direct reduction technology and outlook for its use // Metallurgia Italiana. – 2016. – V. 4. – P. 25–31.

6. Skorianz M., Mali H., Pichler A. at etc. Reduction Behavior and Structural Evolution of Iron Ores in Fluidized Bed Technologies. Part 1: Method for the Determination // Steel research in- ternational. – 2016. – V. 87, № 5. – P. 633–641.

7. Di Cecca C., Barella S., Mapelli C., Ciuffini A.F., Gruttadauria A., Mombelli D., Bondi E. Use of DRI/HBI in ironmaking and steelmakingurnaces

8. // Metallurgia Italiana. – 2016. – V. 4. – P. 33–38.

9. Weigel M., Fischedick M., Marzinkowski J., Winzer P. Multicriteria analysis of primary steelmaking technologies // Journal of cleaner pro- duction. – 2016. – V. 112, № 1. – P. 1064–1076.

10. Балдохин Ю.В., Корнеев В.П., Коваленко Л.В., Суздалев И.П., Колотыркин П.Я., Арсен- тьева И.П., Фолманис Г.Э. Низкотемпературное водородное восстановление гидроксида железа. Образование нанокластеров и наноструктур // Перспективные материалы. – 2009. – №6. – С. 72–76.

11. Шинкарев А.А. (мл.), Старшинова В.Л., Гневашев С.Г., Абдуллин И.Ш. Прямое восста- новление железа из оксигидроксида в высокоча- стотном водородном емкостном разряде пони- женного давления // Вестник Технологического университета. – 2015. – Т.18, №13. – С. 122–125.

12. Oznur Karaagac. Characterizations of Iron Particles Reduced from Iron Oxide Nanoparticles Under Hydrogen Atmosphere // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. – 2013. –

13. V. 26. – P. 1707–1711.

14. Lei Guo, Han Gao, Jin-tao Yu, Zong- liang Zhang, Zhan-cheng Guo. Influence of hydro- gen concentration on Fe2O3 particle reduction in fluidized beds under constant drag force // Interna- tional Journal of Minerals, Metallurgy and Materi- als. – 2015. – V. 22. – P. 12–20.

15. Байков А.А. Избранные труды. – М.: Ме- таллургиздат, 1961. – 328 с.

16. ГОСТ Р 52939-2008. Руды железные то- варные необогащенные. Общие технические условия.

17. Буланов В.Я., Кватер Л.И., Долгаль Т.В., Угольников Т.А., Акименко В.Б. Диагностика металлических порошков. – М.: Наука, 1983. – 273 с.

18. Hausner H.H. Characterization of the powder particle shape // In: Proc. of Conf. Particle size analysis, 14–16 Sept., 1966. – L., 1966. – P. 20–28.