黄磷渣转杯粒化过程中丝状物生成量实验

转杯粒化法是当前最具发展前景的一种熔渣干法粒化技术,但粒化过程中产生的丝状物极不利于粒化设备的稳定运行,这限制了该技术的产业化.本文中通过黄磷渣转杯粒化热态实验,研究了熔渣温度、熔渣流量、转杯直径及转杯转速对粒化产物中丝状物生成量的影响.结果表明:随着熔渣温度的升高,丝状物占比减少,当熔渣温度低于1325℃时,丝状物占比超过5%;随着熔渣流量的增加,丝状物占比也减少,当熔渣流量在0.2 kg/s以上时,丝状物占比不超过5%;在相同的转杯边缘线速度下,转杯直径越大,粒化产物中丝状物占比越高.此外,建立了丝状物占比的预测模型,可为熔渣转杯粒化工艺参数的选择提供理论指导.

热态改性转炉渣转杯粒化试验研究

利用铁尾矿热态改性转炉渣制备出与高炉渣碱度相近的复配渣,对复配渣进行转杯粒化试验,分析了不同碱度对复配渣玻璃化率和渣粒、渣棉产生量的影响。试验结果表明,随着复配渣四元碱度的降低,粒化渣粒玻璃化率逐渐升高,颗径小于3mm渣粒产生量逐渐下降,渣棉产生量逐渐增加;复配渣四元碱度≤1. 1时,产生大量渣棉,渣粒产生量明显减少;四元碱度≥1. 2的铁尾矿改性转炉渣具备利用转杯粒化工艺进行干式粒化和余热回收的技术可行性。

转杯法高炉渣粒化实验研究

由于目前采用的水淬法工艺不能有效地回收利用高炉渣中的能量,因此针对转杯法炉渣粒化工艺,研究了转杯转速、直径和熔渣温度对破碎粒化后渣粒的平均直径和质量分布的影响规律.结果表明:渣粒的平均直径随转速的提高而减小;增大转速,渣粒将远离转杯,其质量分布更均匀.当转杯的转速小于1 000 r/min时,渣粒的平均直径随转杯直径的增大而减小,当转杯的转速大于1 000 r/min时,渣粒的平均直径几乎不随转杯直径变化.熔渣温度对渣粒平均直径和质量分布没有影响.

高炉渣转杯法粒化的实验关联式

对高炉渣转杯法粒化过程进行分析,利用量纲分析法得出该过程所涉及到物理量的无量纲准则数。通过实验确定渣粒直径与各准则数之间的关系,得出准则数方程。

粒化—气基直接还原回收铜渣余热和有价金属

火法炼铜过程中产生大量的液态高温渣,一般通过缓冷水淬方式冷却,处理过程时间长、耗水量大,造成大量的高质热量散失。为提高冶炼铜渣的处理效率和余热利用率,兼顾有价金属元素的回收利用,提出转杯粒化技术、颗粒流储换热余热发电技术和气基直接还原铜渣技术结合的工艺系统,并基于此工艺流程进行了物质流、能量流分析。该工艺利用颗粒流在换热、化学反应过程中的高换热面密度和流动性,通过转杯粒化将液态铜渣转化为流动性好的高温粒化铜渣,分别经过颗粒流换热和气基直接还原,回收铜渣中的高温余热和有价金属,可实现铜渣连续化处理工艺,且占地面积小、无需消耗水,可降低铜冶炼工艺能耗和环保成本。节能分析和效益分析结果表明,采用该工艺流程处理火法炼铜过程产生的高温铜渣,每处理1 t铜渣,可回收海绵铁431 kg,余热发电95 kWh,铜渣总余热的77.5%得到回收利用。

离心粒化的黄磷渣颗粒直径尺寸的研究

为研究高温黄磷熔渣转杯粒化后的颗粒直径,通过中试试验考察了熔渣温度、熔渣流量、转杯转速以及转杯直径等因素对粒化颗粒直径的影响,同时通过波理论建立了粒化颗粒直径的模型公式,试验结果与模型计算结果拟合较好,表明模型计算结果对工程应用有一定的参考意义。

氯化镁熔滴相变冷却过程的数值模拟

采用转杯粒化法将氯化镁破碎成小颗粒并进行余热回收,利用Fluent软件模拟研究了粒化后熔滴的冷却行为,以SST k-ω湍流模型和焓法模型为基础,分析了熔滴直径、初始速度及初始温度对熔滴冷却行为的影响规律.结果表明:氯化镁熔滴的直径越大,表面凝固时间和完全凝固时间越长,凝固速率的变化在凝固后期比凝固前期越小;熔滴的初始速度越大,凝固速率越快,表面换热能力越强,但换热能力的增幅随着初始速度的增大而下降;熔滴初始温度与完全凝固时间的相关性并不大,但较高的初始温度会延长熔滴表面凝固的时间.该研究结果可为转杯粒化氯化镁装置的结构设计提供参考.

流体转杯离心粒化特性试验

针对高温熔融高炉渣转杯粒化技术,为了探索离心粒化过程中熔渣颗粒形成的机理及熔渣体流量、转杯转动速度等参数对颗粒粒径的影响,以水为粒化试验工质,以直径110 mm的转杯为离心粒化器,开展了离心粒化可视化试验。研究了工质在转杯表面的流动和在转杯边缘形成液丝、液丝断裂成液滴的机理,以及液丝长度、顶端液滴粒径随时间的变化趋势;基于图像处理技术分析了转杯转速、工质流量对粒化液滴的粒径分布和平均粒径的影响规律。结果表明:转杯表面液膜在转杯边缘形成若干凸起,并沿转杯运动的切线方向延伸形成液丝,液丝长度随时间呈线性变化关系,液丝顶端液滴粒径基本保持不变;随着工质流量降低和转杯转速升高,液滴平均粒径呈减小趋势,液滴速度接近转杯圆周速度。