球团气基还原联合高温熔分实现高磷铁矿脱磷的研究

针对高磷铁矿脱磷提铁的难题,文中提出了球团气基还原联合高温熔分的工艺路线。通过化学分析、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)分析了高磷铁矿球团的组成成分、矿相结构、微观形貌,探究了不同还原气氛(CO、H_(2))下球团的还原行为,并对金属化球团高温熔分获得低磷铁水的主要影响因素进行了研究。结果表明,鲕状高磷铁矿制备成球团,经过氧化焙烧后,原矿粉中的鲕粒结构被彻底破坏,球团中Fe^(2+)含量为0.69%;当还原温度为1 173 K时,高磷铁矿球团在H_(2)气氛下的还原性优于CO气氛,而在较优条件50%H_(2)-50%N_(2)(体积分数)气氛下进行还原焙烧后,球团的金属化率可达90%。熔分过程中,向金属化球团中添加CaO有利于获得低磷铁水,当金属化球团中CaO添加比例为15%(质量比),熔分后可以获得磷含量为0.35%的铁水,且铁回收率为88%。

某海滨铁砂矿流态化气基还原—高温熔分试验

为了确定印度尼西亚某海滨铁砂矿的合理开发利用方案,在模拟流化床的竖直管式炉内,以CO与H2的混合气体为还原剂,对该海滨铁砂矿进行了直接还原试验,并对最佳条件下的还原产物进行了熔分条件试验。结果表明:1反应温度和还原气氛对还原效果影响显著,在还原温度为900℃、还原气体H2和CO的体积比为7∶3、还原时间为80 min情况下,还原产物中铁的还原度为96.11%、铁的金属化率为93.40%。2确定条件下的还原产物适宜的熔分温度为1 570℃、碱度为1.2、熔分时间为15 min,对应的铁回收率为92.99%。因此,流态化气基还原—高温熔分工艺是该海滨铁砂矿开发利用的有效工艺。

红土镍矿内配煤压块还原特性及高温熔分制备镍铁

采用内配煤压块预还原-高温熔分工艺从红土镍矿中提取镍铁合金。研究了褐铁矿型和腐泥土型2种不同性质红土镍矿的矿物特性及其对内配煤压块在不同温度下的还原过程中含铁、镍氧化矿物还原失氧的影响规律,分析了预还原产物高温熔分制备镍铁合金产品的含镍品位和有价元素综合收得率与红土镍矿性质和压块C、O原子物质的量之比n(C)/n(O)之间的关系。结果表明,还原温度对腐泥土型红土镍矿内配煤压块的还原影响很大,n(C)/n(O)为1.2的试样在1 200℃下还原30 min后,含铁、含镍矿物才能被充分还原成金属铁和镍,在较低温度(1 100~1 150℃)下即使延长还原时间也不能进一步提高还原率;褐铁矿型红土镍矿内配煤压块在1 150~1 200℃下还原10 min后,含铁、含镍矿物的还原率分别达到90%以上。红土镍矿内配煤压块在1 200℃预还原30 min后,升温到1 600℃保温30 min进行熔分,获得镍铁合金。用褐铁矿型红土镍矿内配煤压块预还原-熔分得到的镍铁合金中,镍含量随压块n(C)/n(O)增加而下降;相反,用腐泥土型红土镍矿内配煤压块预还原-熔分得到的镍铁合金中,镍含量随压块n(C)/n(O)增加而升高。缺碳配煤(n(C)/n(O)≤1.0)可抑制腐泥土型红土镍矿中含铁矿物的还原,但对含镍矿物还原的抑制作用更强,最终影响镍的综合收得率,降低了镍铁合金的镍含量。本研究可为开发新的红土镍矿火法提取技术、高效利用红土镍矿生产镍铁提供指导。

铁精矿含碳球团高温还原熔分试验研究

试验以澳洲铁精矿为原料,对该矿进行XRD、SEM分析。采用含碳球团高温还原渣铁分离方法,考察配碳量和碱度两个因素对金属回收率的影响,结果表明:在含碳球团高温还原熔分试验中,还原温度和时间不构成限制环节条件下,金属回收率与最终熔分的渣熔点有很大关系,过量和不足均不利于金属回收。最终试验得出,在C/O=1.0,碱度为0.5条件下最有利于含碳球团的高温还原熔分,金属回收率达到97.36%。

工业硅造渣提纯中硅与渣的熔分研究

为了实现工业硅造渣除杂过程中硅与渣料在炉内高温状态下的分开排放,选用特制除硼渣料及冶金级硅粉在高温电阻炉中进行了硅与渣的熔分研究。考察了熔化温度、保温时间、硅液出炉温度、炉内气氛以及内衬材料对硅与渣分离的影响。结果发现:在高于硅和渣熔点较多的温度下,两者可依靠密度差及不同的表面张力实现一定程度的分离;延长保温时间有利于硅液中杂质的去除及硅和渣的充分分离;出炉温度较低,有利于硅液在凝固过程中杂质的富集;炉内应处于还原或惰性气体状态以避免硅的氧化;炉内坩埚材料应为石英质,以防止坩埚与硅发生反应。

铜渣还原-熔分过程中砷的行为特征

对铜渣直接还原和高温熔分过程中砷的行为特性进行了研究。结果表明,直接还原过程中,砷脱除率较低,只有26.0%左右,升高温度、提高配碳量和炉料碱度均不利于砷的脱除,而延长还原时间可促进砷的脱除。在保证球团金属化率的基础上,在还原温度1300℃、C/O比1.2、碱度0.6、还原时间30 min的最优条件下,还原后球团内砷含量最低为0.073%。高温熔分过程中,砷元素富集进入铁相,少部分进入渣相,在保温温度1455℃、CaO添加量4%、CaF2添加量1%、保温时间30 min时,铁相中砷含量为0.082%。

水淬铜渣还原熔分回收粒铁和铜

采用煤基还原熔分技术研究了熔分温度、熔分时间、氟化钙配比,煤粉配比对铜渣熔分后铁、铜回收率的影响,并运用XRD及SEM等分析手段对熔分产物进行了详细的研究。结果表明,在1380~1450℃之间进行熔分,通过对铁、铜的综合收得率计算,熔分温度应该控制在1430℃,在此基础上确定最佳熔分时间为20min,此时金属铜的回收率达到最高,为90%左右。配入一定比例的煤粉和氟化钙均能提高铁的回收率,尤其以添加氟化钙的效果最好,适宜的添加比例不应超过2%（质量分数）。对分离后的渣铁分别进行表征分析,表明粒铁中的主要组织为铁素体和浮氏体,炉渣主要呈非晶态,其中夹杂有尚未凝聚的铁晶粒。最后,在最优条件下进行了转底炉半工业试验。