基于高磷铁矿制备Fe-P合金催化剂用于高效全解水反应

本工作首次报道了一种高磷铁矿协同纯Ca_(3)(PO_(4))_(2)熔融还原并结合单辊旋淬技术制备Fe-P合金带材催化剂的短流程冶金工艺,该工艺具有成本低、产品附加值高、易于工业化的优点。针对电催化析氢合金催化剂低成本高效制备难题,国内外学者进行了重点研究。因此,通过短流程冶金的方法制备Fe-P合金带材催化剂并将其用于电催化制氢(HER)领域,一方面降低了冶金过程中二氧化碳和其他大气污染物的排放,另一方面为冶金资源实现“大型化、清洁化、连续化、自动化”再利用平台搭建提供了指导方案,有望解决催化剂技术在发展中存在的“卡脖子”问题。

硅铁冶炼用兰炭的调控制备与工业应用试验

介绍了硅铁冶炼用兰炭的调控制备方法,考察了依据调控制备方法生产的兰炭在硅铁冶炼中的应用,通过对调控制备兰炭的质量检测和其入硅铁炉后的冶炼指标进行追踪分析,证实了调控制备方法的可行性。试验结果表明:以优选原煤、调整干馏工艺参数和入炉还原剂再优化为手段的调控制备方法可以稳定兰炭的质量,并有效降低硅铁冶炼电耗;通过对原煤热解兰炭的性能评估可预测其工业兰炭的性能,从而优选出可生产适宜硅铁冶炼用兰炭的原煤;通过优选原煤和调控干馏炉参数可生产出成分和性质稳定的高性能硅铁冶炼用兰炭。

从铜冶炼渣中提取部分有价金属的研究进展

铜冶炼渣是冶金过程中产生的重要废渣之一,其含有的有价金属具有一定的经济价值和市场需求。本文从铜冶炼渣的分类及有价金属赋存状态入手,对铜、铁资源及市场现状进行深入剖析,重点对铜冶炼渣中铜、铁及其他有价金属回收现状展开论述,探讨了铜渣中有价金属(铜、铁等)的分类、回收及应用情况,以及环保技术在铜渣处理中的应用,进而对钴资源市场动态与市场前景进行了分析。根据国内外研究现状,综述了从铜冶炼渣中提取有价金属的研究进展和不足,为实现铜冶炼渣中有价金属的高效回收和综合利用提供有力保障。

高锰奥氏体低温钢发展现状、成分设计及热处理焊接工艺分析

以价格低廉的Mn替代价格较为昂贵的Ni,研发新型无Ni低温钢,已成为液化天然气(LNG)储罐用钢当前研究的新热点。本文依次介绍低温钢的概念和特点,以及高锰奥氏体低温钢国内外的发展现状,并详细列举了国家与团体标准中关于高锰奥氏体低温钢成分及性能的要求。综合分析不同元素对高锰奥氏体低温钢力学性能的影响,表明Fe-24Mn-0.45C-3Cr-0.5Cu系高锰奥氏体低温钢综合性能优异,可作为高锰奥氏体低温钢成分体系优化设计参考依据。研究表明,适当热处理可有效提升高锰钢低温韧性,而采用保护金属电弧焊后的焊缝低温韧性要优于埋弧焊,尽管两者屈服强度和抗拉强度无较大差别。

海水养殖网箱用铜合金生产实践及应用

海水网箱养殖是水产养殖中一种重要模式,也是我国水产养殖绿色可持续发展必然选择的方向之一。海水网箱网衣的使用环境要求铜合金具有良好的耐蚀性以及加工成型性。通过对海水养殖用铜合金成分设计及材料制备工艺研究,制备出抑菌耐蚀铜合金,板材经过加工后形成网衣,最终应用于海水网箱养殖。海水养殖用耐蚀铜合金作为未来海水养殖装备的重要组成部分,在深远海养殖的可持续发展中扮演着不可或缺的重要角色,对提高海洋渔业资源利用率具有重要的意义。

高碳铬铁冶炼过程影响因素的研究进展

本文通过总结国内外相关文献,认为影响高碳铬铁冶炼的主要因素为炉料的物理性能、化学性能和化学成分,且炉料的物理性能和化学性能受炉料的化学成分影响。同时,阐述了MgO、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、CaO和碳质还原剂等化学成分对高碳铬铁冶炼的影响,其中碳质还原剂对炉料的电阻率起决定作用;MgO、Al_(2)O_(3)和SiO_(2)等则更多影响冶炼时的熔化性、熔点和黏度等参数。本文还分析了各化学成分对铬铁矿还原的影响,其中Fe、FeO、Fe_(3)O_(4)、SiO_(2)、CaO、NaOH以及硼酸盐等在一定程度上能促进铬铁矿的还原,而MgO则会抑制铬铁矿的还原。此外,归纳总结了镁铝比和炉渣碱度对高碳铬铁冶炼的影响,将镁铝比控制在1.3~1.9,炉渣碱度不超过1.4,可以达到降低冶炼电耗、焦耗和提高铬回收率的效果。

镍铁矿热炉中多物理场和还原反应的数值模拟

为了研究36 MW镍铁矿热炉的冶炼过程,建立了一种耦合还原反应的三维瞬态多物理场模型.该模型利用用户自定义函数(UDF)编译了电热转换、电磁感应、磁场扰动和还原反应的输运方程,对炉内物质的流动、质量的转化、热量的传递过程进行模拟,分析了不同时刻多物理场的变化规律和金属氧化物的还原过程.结果表明:交流电弧受电磁和高频电流的影响,出现了明显的趋肤效应和邻近效应;当冶炼时间由10 min增至40 min时,电弧底部最大焦耳热由2.38 MW/m^(3)增至10.32 MW/m^(3),磁场强度最大值由0.00379 T增至0.01397 T;当冶炼40 min时,电弧下方的氧化镍基本被还原,氧化铁被部分还原,氧化铁的质量分数由25.2%降至12.6%,且镍铁氧化物的还原速率随冶炼温度的升高呈非线性增大.

基于粒子群优化模糊PID的矿热炉电极控制

矿热炉的电极控制精度对炉内锰硅合金的冶炼效率有很大影响,传统的PID控制精度低、超调量高,模糊PID虽然解决了部分问题,提高了控制的精度,但仍达不到所需的控制要求。针对以上问题,本文提出了基于粒子群优化模糊PID的控制方式,利用粒子群算法快速整定模糊PID参数的方法,以解决传统PID和模糊PID存在的控制问题,并且在Matlab中进行仿真验证。结果表明:基于粒子群优化的模糊PID控制相比于传统PID控制和模糊PID控制超调量分别降低了9.1%、5.66%,且几乎零超调;过渡时间分别减少了21.4%、12%。由此可以得出粒子群优化模糊PID控制具有响应时间短,几乎零超调,稳定性高的优点。同时控制精度的提高,也意味着精准调节电极位置使炉内更多时刻处于最佳反应状态,减少因不当操作导致的炉内反应效率降低,对提高矿热炉的反应效率也有着良好的影响。

31.5 MVA锰硅合金矿热炉中压(串联)纵向补偿功率因数调降改造设计

介绍了矿热炉中压串联补偿(纵补)装置的特殊性,及其在31.5 MVA锰硅合金矿热炉生产过程中,因工艺控制稳定炉况需要,对纵补进行功率因数调降改造的工程设计实践,达到了预期效果,对同行业类似纵补应用企业具有普遍的借鉴意义和参考价值。

工业硅渣浮选熔融分离提纯金属硅的实验研究

介绍了使用工业硅渣浮选获得的工业硅粉,通过高温熔融法,分离残余渣相提纯工业硅,考察了不同气氛及熔剂添加量对渣-硅分离效果和工业硅杂质含量的影响。分别在空气气氛、氩气保护气氛及添加不同含量复合熔剂条件下,将10 g精矿样品于1450℃熔融处理5 min,随后淬冷制样磨抛统计样品单位截面积内硅滴的尺寸分布,以判断硅滴熔融聚集长大与渣相分离的特性。同时,检测不同条件下,熔融处理后获得的工业硅典型杂质含量变化。结果表明:惰性保护气氛会阻碍硅滴聚集长大与残余渣相分离,添加1%~2%的熔剂可加速硅滴长大集聚与渣相分离。在空气气氛并添加2%熔剂的条件下,可显著脱除熔融工业硅中的钙、铝杂质,可在一定程度上脱除部分铁、钛杂质。

镍铁冶炼回转窑燃烧系统及窑内结圈的控制

对镍铁冶炼RKEF工艺所用回转窑燃烧系统进行全面对比分析,重点研究采用粉煤燃烧器焙烧的镍铁冶炼回转窑结圈的形成与预防控制措施,实现红土镍干矿在窑内充分还原、脱出结晶水的同时,控制窑皮厚度达到提高窑衬寿命的目的。

红土矿火法产镍铁粉处理新工艺研究

本文提出了一种利用红土矿生产氢氧化镍钴的新工艺,即直接采用火法还原红土矿产出粗镍铁粉,粗镍铁再经过硝酸选择性浸出镍钴、深度除铁铬铝和镍钴沉淀等湿法工序,产出氢氧化镍钴产品;在回收镍钴的同时,铁以铁精矿形式开路,镍回收率可达99%,直收率达97%,钴直收率达98%,铁直收率达95%。整个湿法工艺用水、浸出剂和沉淀剂可循环利用,全流程只有火法渣外排,无废水和湿法渣外排,是一条清洁环保的红土矿强化冶金新工艺。

某钢厂含铬污泥冶炼高碳铬铁合金实验研究

镀锌板材在钝化过程中产生大量含铬污泥,严重影响企业的清洁化生产。本文以某钢厂含铬污泥为原料用于制备高碳铬铁合金。结果表明,采用碳化法利用含铬污泥可以直接制备出符合国标的高碳铬铁合金,且铬回收率最高可以达到93%以上。随配碳量的增加,铬的回收率呈先升高后降低的趋势,随钙基脱硫剂的增加,合金中S含量呈先降低后升高的趋势;较为适宜的制备工艺为:当配碳量为1.4:1、钙基脱硫剂用量为含铬污泥质量的15%时,能够得到铬品位61.27%的国标高碳铬铁合金,此时铬回收率可以达到93.43%。

利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿制备Fe-Cr-Ni合金

我国是不锈钢第一生产大国,但作为冶炼不锈钢主要原料的镍矿及铬铁矿资源贫乏,占红土镍矿资源总量60%以上的褐铁矿型红土镍矿与低品位铬铁矿愈发受到关注。同时,不锈钢冶炼通常需先分别生产铬铁和镍铁,工艺流程长,生产成本高。因此,本文基于烧结—高炉工艺,利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿低成本地一步制备出了Fe-Cr-Ni合金。通过热力学分析及熔炼参数的优化,重点研究了不同Cr_(2)O_(3)含量的含镍烧结矿(S1:4.84 wt%;S3:7.72 wt%)的熔炼特性。在熔炼时间60 min(S1)/90 min (S3)、熔炼温度1600℃、焦粉用量20 wt%、炉渣碱度1.0的最佳条件下,成功制备出了铬品位5.6 wt%~9.3 wt%、镍品位1.55 wt%~1.70 wt%、铁品位84 wt%~88 wt%的Fe-Cr-Ni合金,其铬、镍和铁的回收率分别在90%、98%和96%以上。研究表明,含镍烧结矿Cr_(2)O_(3)含量的提高会造成熔炼时间的延长,这不利于焦比的降低与不锈钢产量的提高。在后续研究中,将开发出由含镍烧结矿与含铬球团矿构成的综合炉料结构,以更有效地实现高铬镍铁的冶炼。

两步还原钒渣过程中熔渣的黏度与结构特性

这是一篇冶金工程领域的论文。针对当前钒铁生产面临环境污染严重、流程冗长以及能耗较高等一系列问题,拟利用光伏硅片切割废料和铝灰分别作为预还原和终还原阶段的还原剂,对钒渣进行两步还原直接制备钒铁合金,研究了两步还原反应过程中对应渣系的黏度和熔体结构的演变规律。结果表明,1873 K时,对应预还原过程的FeO-V_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)-MnO-SiO_(2)-TiO_(2)-CaO渣系,随着渣中FeO组元含量的减少和SiO_(2)组元含量的增加,铁铬尖晶石逐渐分解,影响熔体结构的主要因素由渣中FeO含量的变化转变为SiO_(2)含量的变化,导致结构复杂度由0.176增至2.517,相应地,渣系黏度由0.092 Pa·s增至0.476 Pa·s;对应终还原过程的FeO-Cr_(2)O_(3)-MnO-V_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-TiO_(2)-CaO渣系,随着渣中FeO、Cr_(2)O_(3)、MnO、V_(2)O_(3)组元含量的减少和Al_(2)O_(3)组元含量的增加,锰铬尖晶石逐渐分解,渣系由固液混合相转变为单一液相,影响熔体结构的主要因素为渣中Al_(2)O_(3)含量的变化,渣系由预还原阶段硅酸盐为主的熔体结构转变为终还原阶段铝硅酸盐为主的熔体结构,结构复杂度由0.252增至2.248,相应地,渣系黏度由0.091 Pa·s增至0.372 Pa·s。

电感耦合等离子体发射光谱法测定钼铬合金中9种元素

介绍了用硝酸钾、氢氧化钠熔融钼铬合金样品,硫酸酸化,在钼铬基体中加入待测元素的标准溶液绘制工作曲线,将试液雾化后导入ICP,同时测定铝、钴、铜、铁、锰、镍、硅、钛、钨元素发射光强度,计算各元素的百分含量。

降低五氧化二钒Fe元素的工艺研究

介绍了使用偏钒酸铵作为原料,采取Fe(OH)_(3)沉淀法除去浸出液中的铁,利用溶度积的差异,通过控制溶液的pH值使金属离子发生反应,生成氢氧化铁沉淀从而除去杂质铁。在不同温度、pH值、反应时间条件下,通过试验,验证除铁最优的工艺参数,达到降低五氧化二钒Fe元素的最佳条件。

锰硅合金矿热炉烟气绿色节能改造

本次改造计划是将原有的半封闭矿热炉改造成全封闭矿热炉,烟气经过干法除尘、降温、除焦后,储存在新建的煤气柜中,再由加压风机升压、精密过滤器过滤,输送至内燃发电机组燃烧发电。同时,新建尾气脱硝系统一套、脱硫系统一套,确保排放达标。经过改造,矿热炉烟气中的一氧化碳得到100%的利用,内燃发电机组稳定发电,为企业降低能耗17.2%左右,提高经济效益的同时减排二氧化碳。

基于“两化”融合钒氮合金生产增效节能降碳

为了解决钒氮合金生产中配混料系统不精准,产量低、能耗高,五氧化二钒单耗高,产品中钒含量不稳定,配碳比高及如何降低碳排放等问题,分析了物料配混料系统生产设备在系统中的执行能力,研究了推板窑砌筑技术、钒氮合金生产机理及推板窑设备还原氮化工艺曲线。结合物料特性及推板窑能耗,通过对原系统进行优化和生产系统过程控制,结合MES系统建设实现各生产工序间的横向及纵向信息集成以及实践验证确立推板窑参数的最佳运行区间,实现了生产过程精准控制,配碳比稳定控制在下限值,钒含量稳定在77.5%±0.1%,合理降低CO_(2)排放量,将推板窑能耗降幅53%,实现增效节能降碳。

锰硅合金冶炼还原剂的选择及探讨

锰硅合金冶炼主要的还原剂为焦炭,对焦炭的质量要求只有方向性的建议,缺乏具体的质量标准。本文结合多年来锰硅合金用焦的变化和焦炭行业的发展情况进行分析,对比各种焦炭的化学成分和抗碎强度、耐磨强度、反应性、反应后强度、比电阻等指标数据,发现简单的以这些指标数据来选择还原剂都不能准确的判定锰硅合金用焦的优劣。经过对比分析,认为高温比电阻才是评价锰硅合金生产用焦的关键,锰硅合金生产用焦应该针对这个指标进行研究,提供评价依据。