钼碚砂氨浸过程中钾的释放行为与控制研究

低钾钼产品在电子、医疗等领域具有广泛的应用前景,而氨浸对低钾钼产品的生产具有十分重要的影响。为了更好地控制氨浸过程中钾的释放量以减少后续工艺中的降钾压力,通过对钼焙砂氨浸过程中的释钾影响因素进行了单因素模拟实验,分析了钾元素的释放规律,并给出了其动力学模型和控制方法。结果表明,温度、固液比、钼焙砂粒度等对钾元素的释放具有较大的影响,最佳的氨浸条件为:温度30℃、固液比1∶3,钼焙砂粒径范围150~178μm,氨水浓度20%。此外,Ca元素更利于氨浸过程除钾,而Na元素不利于氨浸过程除钾。熟石灰对水洗除钾有一定作用,碳酸钠对水洗除钾的效果并不明显,故在钼焙砂水洗过程中加入熟石灰有利于低钾钼酸铵的生产。钼焙砂氨浸过程前期释钾速度较快,后期速度变慢,得到Avrami方程可以较好地模拟氨浸前期和后期的释钾过程,确定了氨浸过程的动力学方程。

钼焙砂焙烧过程中杂质的可溶性转化机理

钼焙砂中杂质的去除因酸洗的取消而成为企业面临的新挑战,在焙烧过程中杂质矿物能否转化为可溶离子对当前水洗除杂具有重要意义。采用激光粒度仪、X射线衍射(XRD)等传统方法对钼精矿的粒度、孔径、元素等进行了分析,结合矿物解离分析仪(MLA)和Factsage热力学软件研究了钼焙砂生产过程中杂质元素的赋存形态变化,探索了杂质矿物转变为可溶性离子的具体路径。结果表明,钼精矿和钼焙砂都存在纳米级孔隙,会阻碍水洗除杂。铝钾矿物作为主要的不可溶性杂质对高纯钼产品生产有较大影响,且多以较大分子量的碱性矿物形式存在。钼精矿在焙烧过程中,白云母、正长石等含K矿物可部分转化为K+、Al3+等可溶性离子,再经水洗去除。加湿提高了正长石在焙烧过程中向可溶性离子的转化程度,有利于洗涤过程中杂质的去除。

钼酸铵生产中杂质钾的浸出特征分析研究

在采用焙烧―氨浸法生产钼酸铵过程中,通过ICP、XPS、SEM等手段研究了钼焙砂氨浸过程中钾元素的浸出规律,并借助MLA和Factsage热力学软件考察了氨浸过程中钾元素的赋存形态变化。采用未反应核模型、抛物线扩散方程、双常数方程、Elovich方程及一级动力学方程等动力学模型探讨了钾释放的动力学规律。结果表明:钼焙砂氨浸过程中钾的浸出可分为2个阶段:前期为离子钾的浸出过程,主要发生KCl、K 2SiF 6的离子交换反应,浸出活化能较小,仅为4.79 kJ/mol,Elovich模型对该阶段的拟合效果最好;后期主要为矿物钾中钾的浸出过程,浸出活化能较大,为34.55 kJ/mol,最优动力学模型为双常数模型。浸出后期,钾的释放速率较慢,4种含钾矿物的释钾能力由弱到强顺序为:伊利石<钡铁云母<云母<正长石。

脉冲电流作用下高韧性球墨铸铁凝固的电子理论分析

在铸态高韧性球墨铸铁QT400-18凝固过程中进行电脉冲处理,电脉冲参数为电压2600 V,频率0.88 Hz,电容200μF,处理时间15 min。施加脉冲电流后,石墨球圆整度改善,数量增加,粒径减小。同时运用固体与分子经验电子理论(EET)计算了价电子结构,从电子结构层次看,球墨铸铁在非平衡凝固中受相结构中最强共价键上的共用电子对数nA控制,其表征原子间结合力的强弱或相分解或重构的难易程度。电脉冲作用球墨铸铁熔体相比未进行电脉冲处理的相同熔体过冷度增加12 K,同时根据“类拖曳效应的价电子理论模型”,电脉冲的施加加强了熔体中nA较大的团簇的“类拖曳效应”,增大了平衡与非平衡共晶温度间隔,使得石墨更易形核,因此脉冲电流作用熔体具有促石墨化作用。

辉钼矿微波活化作用机理

在惰性气体保护下,研究微波活化对辉钼矿氧化焙烧性能的影响。采用激光粒度分析仪、热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对微波活化前后辉钼矿的比表面积、氧化特性、晶格常数、微观结构及形貌进行分析表征,探究辉钼矿微波活化作用机理。结果表明,微波活化可以有效降低钼焙砂残硫量,增大辉钼矿比表面积。随着微波活化时间的延长,辉钼矿主成分Mo S2的晶胞体积、晶粒尺寸均减小,微观应变略微增大。同时,辉钼矿表面形貌更加松散,但层状结构并未改变。微波活化显著改变了辉钼矿的氧化特性,温度超过547℃时,随着活化时间的延长,辉钼矿转化率变大,反应速度加快,600℃的失重率从5.59%增加到6.92%。

钒钛磁铁矿金属化球团熔分及TiO_2富集试验研究

在实验室条件下模拟了钒钛磁铁矿金属化球团的熔分,讨论了不同碱度、熔分温度及配碳比对熔分效果、TiO2富集效果的影响。实验结果表明,当碱度为1.4、熔分温度为1 500℃、配碳比为1.2时,金属化球团的熔分效果较好,TiO2富集效果最佳,获得了TiO2含量为49.2%的富钛渣。

响应曲面法优化含钼废渣冶炼MoFe工艺

对国内某钼业公司的氨浸渣和钼酸钙废渣进行了直接还原冶炼钼铁回收Mo的实验研究。通过单因素实验确定主要影响因素和水平后,运用基于中心组合设计的响应曲面法对影响Mo回收率的主要因素进行研究并优化。研究表明:熔炼温度对Mo回收率的影响最显著,碱度次之,保温时间影响最小。通过分析实验结果,建立了钼回收率的二次多项式模型,模型预测的最佳实验条件为:熔炼温度1 525℃,保温时间20.13 min,碱度1.29。在最佳实验条件下进行验证实验,实验结果表明:Mo回收率实际值与预测值具有良好一致性,相对误差仅为0.74%。

添加助燃剂对煤粉燃烧性能的影响

为改善煤粉的燃烧效果、提高喷煤置换比,分析了高炉喷煤催化助燃剂的催化助燃机理及开发应用情况。采用TG-DTG-DSC方法考察了不含碱金属元素的助燃剂对煤粉燃烧效果的影响,并在此基础上进行了工业试验。研究表明:助燃剂对煤粉的助燃效果存在一最佳比例,在龙钢条件下,高炉喷煤添加1.7%的助燃剂后喷煤比、焦比指标得到明显改善。

翼钢高炉炉渣的冶金性能研究

在目前的原燃料条件下，为保证翼钢高炉炉渣具有良好的流动性和较高的脱硫能力，以高炉渣中4种主要氧化物（CaO、SiO2、Al2O3、MgO）为基础，实验研究了MgO、Al2O3含量及碱度对炉渣熔化性温度和流动性的影响。结果表明：为保持高炉顺行，炉渣的m（CaO）／m（SiO2）应控制在1．1～1．2之间，炉渣温度不宜低于1450℃。

低品位红土镍矿直接还原焙烧-磁选试验研究

近年来,随着高品位硫化镍矿的枯竭及国内不锈钢产业的快速发展,低品位红土镍矿已经成为生产镍铁产品的主要原料。为了解决红土镍矿的合理利用问题,以红土镍矿为原料,煤粉为还原剂,采用直接还原法将矿石中的镍还原成了金属镍,经磁选分离使镍得到富集。考察了还原温度,还原时间,原料粒度,配煤量对镍回收率的影响。通过试验得出的最佳工艺条件为:原料粒度-0.074mm、配煤量4%、还原剂粒度0.177～0.25mm、还原温度1200℃、还原时间90min;得到的焙烧产物细磨至-0.048mm,并在0.4T的磁场强度下扫选。在0.1T精选后,镍的品位为6.4%,镍的回收率为90%。

八钢高炉无料钟炉顶的装料制度

以八钢高炉炼铁实践为依据,系统研究和分析了八钢2号和3号高炉炉顶设备装料制度对高炉冶炼的影响。认为高炉操作制度是当前高炉炼铁的主要技术之一,也是影响高炉焦比主要技术经济指标的重要因素。在原燃料和装备水平一定的条件下,合理的操作制度对高炉的技术经济指标起到决定性的作用。

复合氧化钼压块直接合金化炼钢的实验研究

在100 kg的中频感应炉内模拟转炉直接合金化工艺,进行了复合氧化钼压块直接合金化炼钢实验。结果表明,实验中压块迅速熔化,钼元素收得率随合金化时间的延长而提高,最终达到稳定值。对于含C的复合氧化钼压块,当合金化时间为8 min、压块组分摩尔比为Mo O_3∶C∶CaO=1∶2.25∶0.5时,钼元素的收得率最高为97.48%;对于含SiC复合氧化钼压块,当合金化时间为8 min、压块组分摩尔比为Mo O_3∶SiC∶CaO=1∶0.75∶0.75时,钼元素的收得率最高为97.94%。

微波活化对辉钼矿焙烧脱硫的影响

研究微波活化对辉钼矿焙烧脱硫的影响,并利用热重-差热分析研究了微波活化对辉钼矿焙烧脱硫影响的机理。结果表明,微波活化促进了辉钼矿氧化焙烧后期的深度氧化过程,可使辉钼矿氧化更充分,从而有效降低了钼焙砂的硫含量;微波活化适宜的工艺条件为:P=640 W,m=30 g和t=12 min,该活化条件下钼焙砂硫含量可降低0.235%。

利用钼酸钙和氨浸渣冶炼钼铁实验研究

以铁精矿粉为供铁剂,使用工业废渣氨浸渣、钼酸钙进行了直接还原冶炼钼铁实验研究,分析了氨浸渣及钼酸钙加入量对碱度、冶炼周期、金属回收率、冶炼温度的影响。结果表明,钼酸钙含量增加,碱度提高,金属回收率上升,冶炼周期随之降低;氨浸渣加入量增加,冶炼温度下降。在1 500℃,CaMoO4/氨浸渣质量比1.5,碱度1.2时,冶炼效果较好。

宏阳钢铁公司配加南非矿粉的试验研究

为了拓宽烧结用料,达到优化烧结原料结构的目的,宏阳钢铁公司对南非矿的烧结性能进行试验研究,结果表明:配用南非矿后,烧结矿的性能能够满足高炉炼铁生产的要求,可解决球团原料紧张的难题。

内配兰炭生产球团矿的试验研究

为了降低球团生产能耗,节约成本,探索了以兰炭代替煤粉作为固体燃料生产含碳球团矿的可能性。试验研究了不同比例兰炭对生球落下强度、抗压强度、爆裂温度以及焙烧球强度的影响,并根据TOPSIS理论对试验数据进行了综合评价。处理结果表明,兰炭可以作为固体燃料生产球团矿,其配比在2%时球团性能最佳。

高炉喷吹兰炭的实验研究

对龙钢烟煤、泰和兰炭及二者以不同比例(兰炭加入比例分别为30%、40%、50%)混合的试样的爆炸性、着火点、灰熔点及可磨性指数进行研究。分析了5种方案试样的冶金性能和对高炉喷吹性能的影响。兰炭的加入,可以使煤的爆炸性减弱,着火点降低,可磨性指数提高,灰熔点略降。结果表明,泰和兰炭与龙钢烟煤以3∶7混合时效果最佳,可以获得更优良的冶金性能。

熔炼温度对含钼渣冶炼MoFe中杂质元素含量的影响

采用低温冶炼工艺,利用氨浸渣和钼酸钙渣两种含钼工业废渣直接还原冶炼钼铁。研究了熔炼温度对MoFe合金中C、P、S、Si、Cu等杂质元素含量的影响。结果表明,熔炼温度为1 500℃时,MoFe合金中杂质元素含量均符合国标GB/T 3649—2008要求。

钒钛磁铁矿熔分碱度对炉渣冶金性能的影响研究

以南非钒钛磁铁矿炉渣为研究对象,通过直接还原-熔分实验并结合XRD分析结果,研究了不同碱度下钒钛磁铁矿炉渣冶金性能及渣铁分离效果的影响,同时探究了碱度对炉渣熔化特性和黏度的影响规律。结果表明,熔分温度1 450℃、配碳量5%时,随着碱度提高,炉渣所对应的软化温度、半球温度与流动温度逐渐升高;炉渣碱度0.9~1.2时,炉渣熔化温度增长率较快,炉渣黏度实测值和计算值均呈先下降后上升的趋势;碱度从0.9上升到1.4的过程中,炉渣中辉石和黄长石的衍射峰强度先增强后减弱,钙钛矿和钙铝尖晶石相对含量呈先下降后逐渐上升的趋势。炉渣碱度1.2时,黏度为0.130 Pa·s,炉渣性能较好。

直接还原技术的发展及前景

简要阐述了直接还原技术的发展及分类,并对主要直接还原法做了较为详细地介绍。概述了我国当前钢铁工业的现状,指出了我国发展直接还原铁(DR I)技术的必要性和紧迫性,展望了直接还原铁技术在新世纪的发展前景。