钒钛磁铁矿提钒尾渣钙化碱浸试验研究

由于钒钛磁铁矿提钒尾渣中Na2 O含量高,作为炼铁配矿使用时会造成高炉结瘤问题,难以规模化利用。本文针对此问题,以承钢钒钛磁铁矿提钒尾渣为原料,进行了钙化碱浸-偏钒酸铵沉钒试验,目的是对提钒尾脱碱的同时提取其中有价金属钒。试验主要考察了浸出温度、碱浓度、氧化钙添加量和液固比对钠和钒浸出率的影响,结果表明,在浸出温度160℃、碱浓度100 g·L^(-1)、氧化钙添加量15%、液固比6:1、浸出时间60 min的条件下,钒和钠的浸出率分别达到82.25%和85.36%;对含钒碱浸液进行偏钒酸铵沉钒,得到了纯度大于97%的V_(2)O_(5)产品;终渣中Na_(2)O含量小于0.5%,Fe_(2)O_(3)含量达到30.10%,结合承钢高炉的碱金属平衡数据,可满足高炉炼铁配矿使用。本文研究结果可为相关企业钒钛磁铁矿提钒尾渣的规模化利用提供参考。

白云鄂博矿中稀土镧在高炉炼铁过程的传承机理

文章以稀土镧为对象,研究了白云鄂博矿中稀土元素镧在高炉炼铁过程的传承机理。通过热力学计算和实验表征分析了高炉炼铁过程中镧元素在渣-铁之间的微观行为。结果表明,高炉渣中的La_(2)O_(3)在高炉炼铁过程中可以被还原成LaC_(2),随后LaC_(2)溶于铁水中且镧被多孔状石墨上的含氧官能团吸附,从而使稀土能够传承到后续的炼钢工艺过程中。弥补了传统观点认为的高炉渣中稀土氧化物在高炉炼铁时很难被还原,无法继续往后续流程传承的问题。

攀枝花钛铁矿固态还原行为

以我国攀枝花钛铁矿为研究对象,研究钛铁矿固态碳热还原反应的宏观动力学、钛铁矿还原产物的物相转变及显微结构的变化规律,探讨攀枝花钛铁矿固态碳热还原行为。研究结果表明:钛铁矿精矿还原速率较小,在温度为1000～1150℃时,攀枝花钛铁矿精矿的还原过程受界面化学反应控制,反应的表观活化能为125.92 kJ/mol;在钛铁矿还原过程中,将会形成M3O5型(M为Fe,Ti,Mg和Mn等)固溶体和TinO2n-1等导致铁离子活度降低的物相,使钛铁矿的还原难度加大,而且还原产物的结构和Mg在未反应内核处的富集都阻碍了攀枝花钛铁矿精矿的进一步还原。

碳热法还原攀钢高钛高炉渣工艺研究

为了达到使攀钢高炉渣中钛氧化物富集的目的,从而综合有效利用攀钢高炉渣,将含钛高炉渣配加焦粉或者石墨在不同温度下进行烧成。研究了反应温度、还原剂类型及助熔剂铁粉对反应产物富集情况的影响,同时借助于XRD、SEM等手段对反应后试样的物相组成和显微结构进行了观察和分析。结果表明:该工艺可以使渣中的钛元素以TiN的形式富集;相对于石墨来说,用焦粉做还原剂更有利于渣中钛元素的富集和TiN晶粒的生长;助熔剂铁粉的加入使得反应生成的TiN晶粒更加容易富集,且生成的TiN晶粒以包围状分布在圆形Fe的周围,温度的升高使得该现象更加明显。

氧气高炉炉身的模拟试验研究

用包吕斯 (Borist)炉模拟研究了少量喷煤高炉、富氧喷煤高炉和氧气高炉的炉身还原过程。结果表明 :氧气高炉炉身还原条件明显改善 ,还原后烧结矿、块矿和球团矿的金属化率分别超过 70 %、80 %和 90 % ,是普通高炉的 2倍以上。不论对于氧气高炉还是普通高炉 ,在还原过程中 ,烧结矿的强度变化不大 。

攀枝花预氧化钛精矿的H2还原行为

采用热重分析、X射线衍射、扫描电镜和光学显微镜等技术对攀枝花预氧化钛精矿的H2还原行为进行研究，包括H 2还原反应的动力学、还原产物的物相转变及显微结构的变化规律。结果表明：预氧化钛精矿在1100℃还原80 min后还原度达到96.04%；在温度为1000~1150℃范围内，还原过程受界面化学反应控制，表观活化能为95.25 kJ/mol。在还原过程中将会形成M 3 O 5型（M=Ti, Fe, Mg等）固溶体，导致还原难度加大。显微结构表明，还原反应由颗粒边缘向内部进行，而Mg元素在未反应内核的富集阻碍了预氧化钛精矿的进一步还原。

提升焦炭反应性对高炉块状区域含铁炉料还原的影响

在CO/CO2/N2体积比为33/12/55,温度为900℃和分层布料条件下,以5种具有不同反应性的焦炭为还原剂,对含铁炉料进行还原试验研究。结果表明,即使在叉子曲线理论还原平衡点以下,高反应性焦炭也可还原出金属铁。随着焦炭反应性增强,焦炭气化速率加快,含铁炉料颗粒周围的CO体积分数逐渐升高,料层压差略有升高,含铁炉料的还原度逐渐增高。配加高反应性焦炭可促进高炉热保存带含铁炉料的还原,提高进入软熔带区域炉料的金属化率。

巴西赤铁矿富矿粉直接还原试验研究

对粒度不大于4mm赤铁富矿粉原矿进行压球直接还原试验研究，以烧结常用的赤铁矿富矿粉和还原剂（碎焦粉或烟煤）为原料，采用复合型粘结剂进行压球试验。实验结果表明，成型球在1150～1280℃直接还原时，基本无粘结现象。因而可在较简易条件下实现生产DRI的目的。

255m^3高炉冶炼不锈钢母液工业试验

首次在 2 5 5 m3高炉上进行了冶炼不锈钢母液的工业试验 ,生产铬含量 5 %～ 2 1.3%的不锈钢母液近千吨 ,铬收得率达 98% ,炉况顺行 ,渣铁排放正常。为确保试验的成功 ,采取了保守的操作方针 ,入炉焦比提得较高 ,对原材料的磷含量也未加控制 ,试验中还将铬含量 15 .6 %的 35 t不锈钢母液由转炉冶炼后再经连铸和轧制加工得到某种不锈钢板材 。

太阳能级多晶硅冶金制备技术的研究进展

随着光伏市场需求不断增加,满足光伏电池技术经济指标要求的硅材料出现严重短缺,低成本提纯冶金硅至太阳能级硅的工艺技术越来越受到广泛重视。分析了国内外光伏产业的发展现状和趋势,重点介绍了冶金法提纯太阳能级硅工艺中的湿法精炼、定向凝固、真空熔炼、造渣法、电子束精炼和离子束精炼等常用技术的原理与研究现状,并进行了比较分析,展望了应用前景。

含碳球团在氧化性气氛中的还原机理

根据Ｓｔｅｆａｎ流理论，研究了含碳球团在氧化性气氛中的还原机理，建立了极限抗氧化还原速度ｖＲＬ的计算式。结果表明：当还原速度大于ｖＲＬ时，还原过程不受氧化性气氛的影响。加热温度一定时，ｖＲＬ随气相中ＣＯ浓度增加和气流速度减小而降低，加热温度对ｖＲＬ的影响不大。

高还原势气氛下烧结矿低温还原粉化试验研究

在高还原势气氛下进行烧结矿的低温还原粉化试验,考察RDI+6.3、RDI+3.15和RDI-0.5的变化情况,分析不同还原气氛对烧结矿低温还原粉化的影响规律,探究烧结矿在氧气高炉上部的粉化行为.结果表明:烧结矿在氧气高炉气氛下的低温还原粉化率高于在传统高炉气氛下的低温还原粉化率,但其RDI+3.15仍高达82.7%;随着还原气氛中CO和H2含量的提高,烧结矿的低温还原粉化率明显上升.

直接还原炼铁技术的最新发展

直接还原炼铁工艺根据还原剂不同分为气基与煤基。目前已获得工业应用的气基直接还原流程主要有使用球团矿或块矿的Midrex法和HyLⅢ法,以及直接使用粉矿的Finmet法。已获得工业应用的煤基直接还原流程主要有回转窑工艺和转底炉工艺,转底炉有使用球团矿的,也有直接使用粉矿的。对各种直接还原流程的工艺特点和应用情况进行了分析比较,并评述了其最新发展趋势,结合国内情况提出了一些建议。

基于自回归分布滞后模型的高炉铁水硅含量的预报

高炉冶炼过程中,铁水硅含量是评定高炉炉况稳定性和生铁质量的重要指标,其预测和控制对高炉的稳定顺行有重要意义.基于包钢6号高炉的生产数据,建立差分时间序列的自回归分布滞后模型对高炉铁水硅含量进行预测.结果表明:在炉况波动较小的情况下,该模型的预测命中率能达到87.5%,对实际的生产操作过程有一定的指导意义.

不同还原度铁氧化物球团在微波场中的升温及还原行为

为深入了解氧化球团在微波竖炉中的升温以及煤基直接还原行为,实验采用铁精矿氧化球团作为基础原料,在气体还原剂条件下进行预还原,通过控制还原时间得到不同还原度铁氧化物球团,并从不同还原度铁氧化物球团的结构以及性能出发,研究它们在微波场中的升温性能及其还原变化。电磁性能测试结果表明,球团中的铁及其氧化物在微波场中的升温速度从快到慢依次为:Fe3O4,Fe2O3,Fe,FeO。微波加热还原结果分析及矿相结构观察显示,Fe2O3的深还原时间较长,物相多重转变,造成过程温度和还原气氛跟不上氧化物的还原反应速度;Fe3O4阶段升温速度快,结构松散,有助于进一步的还原,但进入浮士体(FeO的固溶体)阶段后孔隙率降低,升温速度骤降,造成还原的困难;在还原度达到66.90%时,表层以金属铁相为主,孔洞发达,吸波性能强,在气化反应有效进行的条件下,球团将会实现快速还原。

CO及CO-H_2气体还原铁氧化物反应表观活化能的评估

搜集并评估了用CO及COH2气体还原铁的各类氧化物的反应表观活化能。分析了反应动力学条件与机理和表观活化能的关系。得出:在气体内扩散、界面化学反应及固态铁离子扩散控速条件下,反应3CO(G)+Fe2O3(S)→2Fe(S)+3CO2(G)的表观活化能分别为8.0～28.0kJmol,50.0～75.0kJmol及≥90.0kJmol,两个环节混合控速时的表观活化能则处于这两个环节分别控速时的表观活化能之间。界面化学反应控速时,用CO将Fe2O3还原为Fe3O4的表观活化能处于同一机理条件下将Fe2O3还原为Fe的表观活化能范围内;用COH2气体还原铁氧化物过程的表观活化能处于相应条件下,分别以CO,H2还原铁氧化物的表观活化能之间。

焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。

超细赤铁矿粉还原实验研究

基于铁矿石还原热力学原理,研究了超细赤铁矿粉的还原温度.采用超级涡流磨,制得平均粒度为2μm的超细赤铁矿粉.实验中采用氢气与CO两种还原性气体分别对不同粒径的铁矿粉进行还原实验,粒度分别为0.2mm的赤铁矿粉和2μm的超细赤铁矿粉.研究发现,细磨的超细赤铁矿粉还原温度较低,在750℃左右即可全部还原.微米级的超细赤铁矿粉比毫米级的赤铁矿粉还原温度下降了100℃左右;同时氢气还原性能较CO要好,这是由于析碳反应的存在,CO还原过程中失重不稳定,而H2还原铁矿石则不会出现这种情况.这为下一阶段铁矿粉低温直接还原工业性试验奠定了基础.

基于偏最小二乘回归的高炉铁水硅含量模型

在高炉炼铁过程中,常用铁水硅含量[Si]来衡量铁水的质量和表征高炉的热状态,即用铁水硅含量反映高炉炉温.将偏最小二乘回归方法应用于预测硅含量[Si]中,在高炉炉况相对稳定的条件下,得出影响硅含量[Si]的因素为风量和喷煤,与冶炼专家的经验相符.利用包钢6号高炉的数据,建立铁水硅含量[Si]的回归模型,该模型对高炉炉温预测的准确度达到87.61%,对在线监测高炉硅含量具有一定的实用价值.

竖炉直接还原过程中硫的行为和分配规律

研究了竖炉直接还原过程中硫的反应行为和分配规律。测定和分析表明，竖炉煤气中硫化物以Ｈ＿２Ｓ为主，ＣＯＳ在造气炉出口只有痕迹量。在竖炉试验中始终是炉料对煤气进行脱硫。炉料取消熔剂后煤气脱硫增加，而矿石吸硫量变化不大。