冶金粉尘铟碳热还原热力学分析及铟元素迁移路径

对冶金粉尘铟碳热还原过程进行了热力学分析,结果表明:碳热还原过程中In_(2)O_(3)被还原为In、In_(2)O、InO,且还原难度逐渐增加,In_(2)O_(3)转变为In的开始温度为1 016 K,分别在1 242、1 324 K时生成In_(2)O和InO,且In_(2)O_(3)碳热还原开始温度与总压呈负相关。In_(2)O_(3)不会被CO还原为In_(2)O和InO,只有在1 407 K时被还原为单质In,当温度超过770 K时,In_(2)O和InO不稳定,会发生歧化反应。对In元素的迁移路径进行分析,结果表明,含In冶金粉尘中的In经碳热还原反应后几乎全部挥发进入气相,经除尘系统除尘后富集在二次粉尘中,二次粉尘中In主要以In_(2)O_(3)形态存在。通过化学分析表明,从铁矿石到高炉瓦斯灰,In含量增加了50倍左右,从高炉瓦斯灰到回转窑产二次粉尘,In含量增加了5倍左右,验证了In在高炉→回转窑→湿法处理的工艺流程中不断迁移富集。

基于回转窑直接还原工艺处理含锌尘泥过程数值模拟

基于回转窑直接还原处理含锌尘泥工艺,建立了回转窑内传质传热过程一维数学模型。通过模型计算,获得回转窑轴向上的温度与组分分布情况,分析了回转窑主要工艺参数对产品金属化率和脱锌率的影响。水分的蒸发发生在回转窑0~20 m区段,金属氧化物的还原主要发生在35~56 m区段。当回转窑转速由0.40 r/min提高至0.60 r/min时,39~50 m区段内料床平均温度由1 430 K提高到1 492 K。料床温度的提高使脱锌率由83.60%提高至92.86%,窑渣金属化率则由77.62%降至73.80%,配碳量由23%提高至27%。39~50 m区段内料床中CO的平均含量由68.58%提高至72.02%。反应气氛的改变使脱锌率由75.56%提高至94.01%,窑渣金属化率由69.34%提高至83.66%。