攀西钒钛磁铁矿的选矿技术现状及发展趋势

攀西钒钛磁铁矿是我国铁、钒、钛等重要战略资源,经过多年的努力,形成了采、选、冶的铁、钒及钛完整产业链,初步实现了钒钛磁铁矿的综合利用,但存在资源利用水平不高、部分有用资源未提取等技术难题,目前铁、钒和钛三种资源利用率分别为70%、41%和21%,尚未实现钴、镍、铬、钪等宝贵金属的利用。结合攀西钒钛磁铁矿的矿物学特性对该矿的选矿技术现状进行综述,表明钒钛磁铁矿通过“阶段磨矿、阶段选别”选矿方式获得铁精矿和选铁尾矿,选铁尾矿再经过高梯度强磁选—重选—浮选—电选流程获得钛精矿,钒和铬元素以类质同象形式进入铁精矿中;通过不断地优化和开发新型选矿工艺,有利于实现攀西钒钛磁铁矿的绿色高效综合利用。

提高流水线镁电解电流效率的研究

通过对影响流水线镁电解电流效率的因素进行正交试验和稳定性试验.结果表明,影响流水线镁电解电流效率因素由大到小依次为氧化镁含量、槽温、电流密度、负压和循环流量.降低氧化镁含量、温度和负压,提高循环流量及电流密度有利于提高电流效率.在严格控制氧化镁含量≤0.1％、槽温680～695℃、负压≤-10 Pa、循环量55 t/h和电流密度0.30 A/cm2的条件下,流水线镁电解电流效率可稳定在78％以上.

影响流水线镁电解稳定运行关键因素研究

通过对流水线镁电解运行期间电解槽泄漏、温度和流量与循环稳定运行的关系进行研究,结果表明:影响流水线镁电解连续稳定运行的关键因素为电解槽泄漏、槽温偏低和循环流量不足,其中局部电极电流过载是造成电解槽大面积泄漏的主要原因,而局部电极电流过载的原因为电极间存在导电的电解残渣所致;通过电解槽电极电流的监测和异常电极吹氩气处理,可有效解决电极电流过载和防止电解槽泄漏,并能保障电解槽电压正常,而严格控制电解槽温度和提高循环流量利于流水线电解的连续稳定运行。

电解残渣对镁电解的影响

通过测定不同电解残渣添加量对电解电流电压曲线和对液镁汇集现象的影响研究,探讨电解残渣对镁电解系统的影响.结果表明:电解残渣严重影响液镁的汇集,且易吸附金属镁使其自身导电,故随电解残渣量的增加,电解过程中出现电子导电、电极电流分布不均匀和电解槽电压迅速降低等现象;电解残渣使阴极镁汇集变差,出现鱼鳞子镁现象,其主要原因是电解残渣吸附在阴极表面,造成湿润角减小;当电解残渣量小于6%时,其对电流效率的影响主要表现是吸附镁损失,而当其量大于6%时,将会出现电极电子短路现象造成电流效率降低,而通过原料净化和保护气氛电解2种方式可降低电解残渣的产生.

流水线镁电解槽电解质导电性研究

研究了不同温度、电解残渣含量以及电解质成分下流水线镁电解槽电解质电导率的变化规律。结果表明,在MgCl2-NaCl-KCl三元体系中,温度升高、电解残渣量增加会导致电导率升高;MgO含量增加、MgCl2浓度增加会引起电导率降低;KCl含量增加、保持MgCl2浓度不变的条件下NaCl浓度增加时电导率先降低后升高。

影响流水线镁电解槽电流效率的主要因素

针对流水线镁电解槽电流效率偏低的问题,研究了电解槽温度、电流密度、杂质含量和循环量对电流效率的影响,并针对性地提出了降低电解槽温度和杂质含量、提高电流密度和循环量的措施。旨在进一步提高流水线镁电解技术的电流效率,提升流水线镁电解技术的市场竞争力和吸引力,为同行提供理论指导。

海绵钛中铁元素杂质来源分析

对Kroll法海绵钛生产过程中海绵钛铁杂质来源进行了分析,发现海绵钛中铁元素杂质主要来自于钢制反应器、原料液镁及精制Ti Cl4,其中来自钢制反应器的铁主要通过还原时向液镁溶解及蒸馏时热扩散与海绵钛生成合金而进入。文中并结合具体I型炉还原蒸馏生产工艺对海绵钛铁杂质的引入流出进行了平衡计算,还原罐、液镁、Ti Cl4引入的铁杂质分别占总引入量的77.3%、22.4%、0.3%。为生产铁含量较低的优质海绵钛,除了应降低入炉液镁中的铁含量,更要严格将还原蒸馏温度控制在工艺范围内。

流水线镁电解槽电解质沸腾的探讨

以文献资料为依据,结合生产经验和实验室研究,对流水线镁电解槽的沸腾进行了深入探讨,提出了行之有效的解决措施,从而避免了电解质的沸腾。

流水线镁电解故障电极产生原因分析及控制实践

本文通过对流水线镁电解生产过程中频繁出现的阳极断裂和阴极偏心原因进行分析研究,结果表明在流水线镁电解生产中,下插电解槽的石墨阳极断裂,阴极偏心和上插电解槽阳极断裂均因故障电极的电流过载所致,而电解质成分调节槽电极断裂则因石墨氧化和电极电流不均所致。其中下插槽电极和耐火材料间的热膨胀差异是造成下插电解槽电极故障的根本原因,上插电解槽和电解质成分调节槽的断裂原因分别为局部电极过热和电极直接与空气接触。通过对故障电极采取吹氩出渣、打磨紧固、提升加工质量等措施,能够有效降低故障电极占比,同时流水线镁电解的电解质成分调节槽、上插槽和下插槽使用寿命分别可达40个月、44个月和60个月,保证了流水线系统长周期稳定运行。

NaCl-KCl-MgCl2熔盐中的CaF2溶解行为及其对液镁汇集的影响

采用XRD、气冷阴极等手段对CaF_2在NaCl-KCl-MgCl_2电解质体系中的溶解行为及其对液镁汇集状况进行研究。研究表明,CaF_2在NaCl-KCl-MgCl_2熔盐溶解行为表现为CaF_2与MgCl_2反应生成CaCl_2和MgF_2,且随着CaF_2含量的添加,体系氟离子和钙离子浓度逐渐升高,但氟离子增加量相当较慢;CaF_2对液镁汇集的影响表现为与电解质中的MgO结合生成Mg_2OFCl和Mg_2OF_2,降低MgO对液镁汇集的影响,镁在阴极呈现大颗粒的片状结构;随着CaF_2添加量的增加,NaCl-KCl-MgCl_2熔盐体系表面张力逐渐降低,主要受反应产物CaCl_2生成的影响。

流水线镁电解过程中杂质Fe控制技术

采用电化学工作站、气冷阴极和熔盐综合测定仪等装置研究了流水线镁电解过程中杂质Fe的控制技术。结果表明:Fe离子易造成电流损失和镁损失。影响杂质Fe净化的因素有电流密度、电解槽电压、电极材质、反应时间、电解质温度和电解质扰动。杂质Fe的净化率随着槽电压的升高(低于MgCl2分解电压)、电流密度的增加、反应时间的延长而增加;杂质在石墨电极的净化率优于碳钢电极;在电解质温度为725℃±5℃时,杂质Fe的净化率最佳。在工业生产中,通过在槽内安装石墨直流电极,控制石墨电极电压在6~8V等可提高电解槽的净化率。开展工业试验后电解质中的杂质Fe由0.0289%降至0.0091%,净化效果明显提升。

NaCl-KCl-MgCl2体系中升华物的组分特征及对氯压系统的影响

采用Factsage、XRD、SEM等手段对NaCl-KCl-MgCl_2体系在电解和未电解两种模式下的升华物组分特性及其对氯压系统的影响进行研究。研究表明,未电解模式下NaCl-KCl-MgCl_2熔盐体系的升华物成分与理论计算值吻合,但电解模式下升华物中MgCl_2相含量急剧增加,这是镁与氯气的副反应产物MgCl_2升华造成的;电解和未电解两种模式获得升华物粒径分布不均匀,且结构不规则,但电解模式获得的升华物粒径明显较未电解模式大,其原因为电解模式下升华物中小液滴作用。升华物对氯压系统的影响主要与硫酸介质反应生成硫酸盐(硫酸氢盐)和HCl气体,缩短氯压机叶轮和氯气管线的使用寿命,生产中需严格把控布袋的孔径和质量,并在袋式过滤器与氯压机中间增加二次过滤装置。

提高流水线镁电解电解槽使用寿命生产实践

针对流水线镁电解电解槽运行过程中的内衬破损、电极变形和电解槽泄漏等严重影响电解槽使用寿命问题,分析了影响电解槽使用寿命的关键因素,提出了提高电解槽使用寿命的措施。研究结果表明,影响流水线镁电解电解槽使用寿命的主要原因为:电解槽砌筑质量不达标、电解槽启槽制度不规范和电解槽运行过程中电极电流分布不均匀。在工业生产中,通过严格控制耐火材料材质、砌筑的水平度和垂直度、砖缝填充物及缝隙来规范电解槽砌筑水平;严格控制烤槽的升温速率及烤槽时间、启槽首包料中MgCl2含量为50%,并按照"少量多次"理念补加熔体来建立合理的电解槽启动制度;电解槽电极电流的检测及异常处理来匀化电极电流分布,可大幅提高电解槽使用寿命,进一步凸显流水线镁电解技术在海绵钛生产企业应用的优势。

流水线镁电解熔盐体系密度的研究

利用阿基米德方法研究流水线镁电解熔盐体系密度,旨在确定适合于流水线镁电解熔盐的较优控制参数,为生产提供指导,为同行提供理论参考.研究结果表明:在Mg Cl2-KCl-Na Cl熔盐体系中,随着氯化镁的浓度增加,熔盐的密度增大;随着氯化钾浓度的增加,熔盐的密度减小;随着氯化钠浓度的增加,高钾含量的熔盐密度增大,高镁含量的熔盐密度减小.当体系中出现KMg Cl3时,熔盐的密度急剧增大;当体系中出现K2Mg Cl4时,熔盐的密度急剧减小.在生产中,熔盐组分较优控制范围为:WKCl:50%~70%,WNa Cl:18%~23%,WMg Cl2:12%~18%;熔盐温度较优控制范围为:680~700℃.

镁电解渣对电解过程的影响研究

在对镁电解渣结构进行深入了解的基础上,利用电位扫描法以及气冷阴极研究镁电解渣对电解时氯化镁分解电压以及镁的汇集情况的影响,研究结果表明:电解时,电解质中掺入电解渣会明显提高氯化镁的分解电压,增加电耗,渣的存在会恶化镁的汇集条件,使电解出的镁无法汇集长大。

提高镁热法生产海绵钛用镁还原剂质量的研究

采用SEM和EDS分析了镁热法生产海绵钛用镁还原剂中杂质的分布及成分,根据实际生产过程找到了杂质的来源,提出了杂质的控制措施。

镁电解杂质元素对液镁汇集的影响及控制

采用气冷阴极、电化学工作站等手段对杂质元素对液镁汇集、杂质元素电化学行为和控制进行研究。结果表明:MgO不仅会造成液镁汇集变差,镁颗粒变细,难以汇集,还会引起电极间短路,造成电极泄漏; Fe和Ti杂质元素将优先MgCl_2在阴极析出,不仅造成有效电流损失,还会引起液镁汇集变差,镁损失增加;原料带入为MgO的主要来源途径,通过除渣操作可将其除去,在电化学除杂过程中通过提高电流密度、增加电解质停留时间和减少电解残渣沉积量利于Fe和Ti杂质元素的清除。