Preparation of pure SnO_2 powders from tin slag of printed circuit boards waste

The recycling method and principle of SnO2 from the tin slag of printed circuit boards（PCB） waste were investigated. In this study, pure SnO2 powders were obtained through a multi-step process including ball-milling, roasting, dissolving, precipitating, and pickling. The total recovery rate of tin can be up to 91 %. The SnO2 powders obtained is the single phase, and the content of SnO2 is up to 99.9 %. However, the SnO2 particles are easier to agglomerate during the precipitation process. The agglomerate SnO2 particles are about 7.778 lm in mean particle size（D50）. This preparation method presents a viable alternative for the tin slag recycling. The tin is not only recycled, but also reused directly to prepare pure SnO2 powders.

碳热还原氮化高钛渣合成TiN/β′-Sialon导电陶瓷粉体

以高钛渣、高铝矾土熟料、硅灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法合成TiN/β′-Sialon导电陶瓷粉体.利用XRD,SEM和EDS检测手段研究了合成温度、恒温时间对反应过程的影响,并探讨了合成机理.结果表明:合成温度、恒温时间对反应过程影响显著.1 400℃恒温2 h时,β′-Sialon含量达最大,是最佳的工艺参数.此时β-′Sialon晶粒多呈长柱状,TiN为细小粒状.合成过程中SiO的挥发导致试样较大的质量损失,且随合成温度升高和恒温时间延长而增大.

钨渣中锡资源回收研究进展

钨矿冶炼过程中产生大量钨渣,钨渣中含有一定量的有价金属元素锡,因此钨渣可作为回收锡的二次资源,具有回收价值。钨渣中锡回收的研究,一方面有望解决钨渣堆存污染环境的问题;另一方面可以缓解锡精矿日益减少的压力。本文详细阐述了钨渣中锡回收的工艺方法原理,通过对比分析讨论了各种钨冶炼渣中锡回收工艺的优缺点和应用前景。在此基础上展望钨渣中锡回收技术发展方向,为钨渣中锡回收提供思路和技术支撑。

高钛渣制备TiN/β′-Sialon复相导电陶瓷及其性能

以高钛渣合成出的TiN/β′-Sialon粉体作为原料,常压烧结制备了TiN/β′-Sialon复相导电陶瓷。利用X射线衍射仪和扫描电镜对材料相组成和显微结构进行了表征分析,研究了材料的致密化行为、力学性能及常温导电性能。结果表明:烧结产物主晶相为β′-Sialon和TiN。其中β′-Sialon多呈板条状,TiN为细小粒状,粒度多小于0.5μm。烧结温度为1 530℃、初始原料中TiO2加入量为35%(质量分数)时,材料的体积密度为3.01 g/cm3,硬度为9.62 GPa,抗弯强度为120.07 MPa。30%TiO2加入量是决定材料能否形成TiN导电网络的最低TiO2加入量,此时材料的电阻率为1.3×10-2·cm。

钨冶炼渣中锡的回收工艺研究

随着冶炼工艺的不断演变和发展,冶炼技术也逐渐趋于成熟。通过冶炼工艺提取钨后剩余的钨冶炼渣大量堆存,给人类的生产生活带来了负面影响。钨冶炼渣成分较为复杂,表面残留有浸出药剂,其中富含大量的有价金属,因此选取合适的工艺回收钨冶炼渣中的有价金属不仅可以从源头上减少排放量,减轻对土壤和水资源的污染,还能提高有价金属的资源利用率并降低钨冶炼渣处理成本。钨冶炼渣的减量化、环保化和资源化处理是钨行业碳减排的关键一环,对某黑白混合钨冶炼渣中金属锡的回收进行了试验研究,该钨冶炼渣中约有87.59%的锡分布在-0.045 mm粒级中,分选难度较大。选择尼尔森立式离心选矿机作为粗选设备,通过逐步优化实验确定粗选流程的最佳条件,分别为磨矿细度为-0.038 mm粒级含量占78.15%、给矿浓度15%、分选锥转速90 G/s、反冲水流量2.60 L/min。为进一步提高粗精矿锡品位,对四种精选方法进行了对比试验,最终在“离心选矿机一粗一精+摇床、离心选矿机分级精选”的重选工艺下,当给矿浓度15%、分选锥转速90 G/s、反冲水流量2.75 L/min时,获得了锡精矿锡品位4.03%、锡回收率52.41%,实现了钨冶炼渣中有价金属锡的有效回收,为钨冶炼渣的减量化及资源化利用提供了一定的参考。

配料组成和氮气流量对高钛渣合成TiN/β′-sialon粉体的影响

在热力学分析的基础上,以高钛渣为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了TiN/β′-sialon导电陶瓷粉体。利用XRD、SEM和EDS检测手段研究了氮气流量、TiO2加入量、配碳量对合成过程的影响,并对最佳工艺参数下的合成粉体进行了表征分析。结果表明:TiO2加入量、氮气流量对合成产物影响显著,基体相β′-sialon与功能相TiN的比例可通过TiO2加入量调节,1400℃、恒温2h、氮气流量400ml/min、等理论值配碳为最佳的工艺参数。此时,产物中主要相组成为β′-sialon和TiN及少量的15R和Al2O3,β′-sialon晶粒多呈长柱状,TiN为细小粒状。

高钛渣碳热还原氮化合成TiN/O′-Sialon导电陶瓷粉体

以高钛渣、硅灰和高铝矾土熟料为原料,采用碳热还原氮化法合成TiN/O′-Sialon导电陶瓷粉体。利用XRD、SEM和EDS检测手段研究合成温度及恒温时间对粉体相组成和显微形貌的影响,并探讨合成机理。结果表明：随合成温度的升高和恒温时间的延长,产物中O′-Sialon的含量逐渐增加,并在1 375~1 400℃、恒温7 h时成为产物主晶相,此时产物中还有较多TiN和少量β′-Sialon生成。继续提高温度和延长反应时间,体系气氛的改变导致O′-Sialon迅速向β′-Sialon转化。合成粉体中O′-Sialon晶粒多呈等轴状,粒度约2μm,TiN晶粒为细小粒状。此外,反应体系中还有大量白色β′-Sialon晶须状沉积物生成。

原位TiN/O′-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能

采用静态熔滴法,模拟高炉软熔带渣成分,研究了原位TiN/O′ Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能并与其他材料进行了对比。采用X射线衍射仪分析残渣的物相,对材料被侵蚀部位采用电子探针方法进行显微结构观察和元素分布分析,测量蚀损层的平均深度。结果表明:材料被侵蚀后结构发生变化,可大致分为渣带、渗透带和未变带;随材料中TiN含量的增加,材料的蚀损深度减小,渣带和渗透带变窄,抗渣侵蚀性能增强;TiN/O′ Sialon的抗渣侵蚀性能优于O′ Sialon和ZrO2/O′ Sialon;随侵蚀温度升高、侵蚀时间延长和渣中FeO含量增大,材料的蚀损深度增加,其中侵蚀温度的影响最为显著。

含钛高炉渣合成(Ca,Mg)α′-Sialon-AlN-TiN粉末

在热力学分析的基础上 ,以含钛高炉渣为主要原料 ,采用碳热还原氮化法合成了 (Ca,Mg)α′ Sialon AlN TiN粉。确定了合成过程的最佳工艺参数 :反应温度 14 80℃ ,保温 10h,配碳量为理论值的 1.5倍 ,氮气流量 4 0 0mL/min。采用X射线衍射仪和扫描电镜研究了合成产物的相组成和显微结构。结果表明 :产物中除有主要物相α′ Sialon、AlN和TiN外 ,还有少量 β SiC ,15R和 β CaSiO3 等杂质相。其中 ,(Ca,Mg)α′ Sialon多以片状而AlN多以球形或短柱状形式存在。EDS分析结果表明 ,Ca2 + 、Mg2 + 都进入了α′ Sialon晶格中 ,但Ca2 + 的固溶量远高于Mg2 + 。

工艺参数对含钛高炉渣合成(Ca,Mg)α′-Sialon-AlN-TiN粉的影响

以含钛高炉渣、硅灰、高铝矾土熟料和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法合成了(Ca,Mg)α′2Sialon2AlN2TiN粉。用X射线衍射法测定了产物相组成及相对含量,研究了合成温度和恒温时间对反应过程的影响,并对合成机理进行了探讨。结果表明:合成温度对(Ca,Mg)α′2Sialon2AlN2TiN粉的合成过程影响显著,随着合成温度升高,产物中α′2Sialon相含量增大,1480℃时α′2Sialon含量达最大,是最佳的合成温度。恒温时间对产物相组成的影响不十分显著,但较长的恒温时间可使还原氮化反应进行得更充分,恒温8h的试样中α′2Sialon含量最高,是较理想的恒温时间。合成过程中SiO的挥发导致试样较大的质量损失,且随着合成温度升高和恒温时间延长而增大。

锡冶炼顶吹炉炉衬损耗因素分析及应用

针对锡顶吹炉炉衬寿命短、炉衬损耗区域不均衡的问题,分析了锡冶炼生产实践中炉衬的热应力变化、熔渣化学侵蚀及机械冲刷等影响因素,采取了相应措施,使顶吹炉炉衬寿命提升了14.2%,炉衬耐火材料利用率提高了14.2%,炉衬残余厚度差值由207 mm降低至59 mm。

Thermodynamics of Ti in liquid steels and slags

Thermodynamics of Ti in liquid steels and slags was studied in order to establish a data base for the prediction of TiO_x and TiN formation in liquid steels.The interaction parameters between Ti and i(i = Cr,Ti,Al, Si,Ni,Mo,Nb,N,O) in liquid iron and the equilibrium constants for the formation of TiN and TiO_x in liquid iron were determined as a function of temperature.In view of high Ti yield during ladle treatment,thermodynamics of titanium oxides in ladle slags was studied as well.Activity coefficient and redox equilibrium of TiO_x in MgO saturated CaO-Al_2O_3 slag are also discussed by measuring the distribution ratio of Ti between slag and iron melts and the Ti^(3+)/Ti^(4+) ratio in slag at 1 873 K.

DIRECT MEASUREMENTS OF ISOACTIVITY CURVES OF MgO IN THE TERNARY SLAG MgO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)

Isoactivity curves of MgO in the ternary slag MgO-B2O3-SiO2 have been determined at 1723 K using a slag-metal equilibrium technique in a common tin-bath medium. The results approximately fit a partial ideal solution model proposed previously.

锡冶炼渣-全尾砂胶结充填体强度特性研究

充填体材料的选择以及强度特性的研究有助于解决矿山生产安全、环境破坏、充填成本等问题。为了将冶炼生产中的固体废渣二次利用,并与矿山尾砂胶结后将其运用于回填矿山采空区,选用锡冶炼渣-全尾砂作为充填试验材料,通过室内实验、逐步回归分析以及双因素交互作用分析的方法研究了不同锡冶炼渣掺量、质量浓度、灰砂比、养护龄期下充填体抗压强度的特性。实验结果表明:其他条件固定不变,充填体的单轴抗压强度随养护龄期的增加呈递增规律;同质量浓度及灰砂比条件下,充填体单轴抗压强度随锡冶炼渣掺量的增加呈递减的趋势;28 d养护龄期,质量浓度78%,灰砂比1∶4,掺入30%锡冶炼渣,充填体抗压强度降至7.04 MPa,与未掺锡冶炼渣强度值9.5 MPa相比,降幅为25.9%。低灰砂比、低质量浓度,掺入同量锡冶炼渣对充填体试件抗压强度影响较小。经逐步回归分析得出充填体单轴抗压强度回归方程以及影响充填体强度大小的因素排序。锡冶炼渣掺量与灰砂比交互作用对充填体的强度影响较为显著。

降低顶吹炉炼锡烟尘率的措施及应用

针对顶吹炉还原熔炼烟尘率高,严重影响金属直收、生产成本增高等问题,对烟尘产生机理进行了分析,从物料水分、含硫量、过程渣含锡控制、过程渣型、抽风、补风、枪位控制等多方面做了深入的探究,采取了相应措施,顶吹炉烟尘率从原来的28.5%下降到了22.84%。

顶吹炉处理高铁锡精矿的方法研究及应用

近年来锡精矿变化较大,贫锡矿的开发利用越来越多,锡精矿中的杂质含量不断升高,其中含铁上升较为突出,对锡精矿还原熔炼带来较大影响,造成直收率下降、煤单耗上升和耐火材料寿命下降等,针对以上问题采取选择合理渣的密度和控制铁元素的走向、炉内空气过剩系数及渣量控制,适当地控制渣的硅酸度及渣的温度等措施,直收率从76.54%升到77.69%,煤单耗由0.123 t/t下降到0.09 t/t,炉内耐火材料寿命由10个月提升到11个月。

ICP-AES法检测铅冶炼中间产物锡渣中的Sn

为建立碱熔酸浸-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铅冶炼锡渣中锡的检测方法,选择过氧化钠在高温炉内700℃溶解样品,仪器波长谱线为189.991 nm,添加空白溶液去除共存元素干扰,该实验条件下,铅冶炼锡渣中锡测定结果相对标准偏差在0.31%~1.18%之间(n=5),样品加标回收率为96.4%~102%。该方法结果准确、检测周期短、适合批量检测,可满足快速检测的分析要求。

高钛铁水生产低钛轴承钢的工艺研究

介绍了低钛轴承钢的生产工艺,对钢中钛及TiN夹杂进行了热力学分析,同时对比了单渣和双渣冶炼操作工艺过程中钢液钛含量及各工序炉渣中TiO_(2)含量。结果表明:钛已近乎全部氧化进入渣中,钢水中氧含量在0.01%(即100 ppm)时,钢水中平衡的余钛约1.26 ppm,几乎为痕迹;成品中的钛主要来源于合金等物料带入和炉渣内TiO_(2)的还原;通过单渣法和双渣法试验对比发现,单渣法增钛量是双渣法的约3.5倍,且增钛量与回磷量成正相关,即回磷越多成品钛含量越高;结合热力学分析及工业试验分析,使用高钛铁水冶炼低钛轴承钢时采用双渣操作,严格控制下渣,并控制渣中Al_(2)O_(3)/TiO_(2)≥300,可稳定生产出成品Ti≤0.0020%的高级优质轴承钢。通过对钢中TiN的热力学分析,在轴承钢中氮和钛含量取上限时,即氮含量为0.0050%时,钛含量0.0030%时,形成TiN夹杂的热力学温度为1181℃,此时轴承钢已为固态,正常情况下钢中不会形成TiN夹杂。实际轴承钢内的TiN夹杂主要是由于选分结晶局部形成TiN夹杂,增加末端电磁搅拌或轻压下破坏凝固前沿的成分偏析或降低两相区1325~1460℃的冷却时间,可减少TiN夹杂物的生成。

广西贺县铁屎岭遗址宋代锡铅及含锡铁钱冶炼技术初步研究

广西贺县铁屎岭遗址是宋代集炼铅、炼锡、铸钱为一体的大型钱监遗址。初步研究发现平均含锡３．５％的玻璃态炉渣和平均含铅２％的非玻璃态炉渣以及成分波动较大的黄渣，表明该遗址使用原生硫化矿石炼铅，使用了两步流程炼铝。遗址上还发现高中低三种含锡量的“政和通宝”铁钱。根据文献可知其为北宋后期有名的“夹锡钱”，其铸造初衷是利用锡对钢的脆化作用来防止敌国用宋朝铁钱炼钢锻造兵器。从遗址上未发现炼铁炉渣、玻璃态炉渣冶炼产物为高铁硬头等事实看，遗址所出“夹锡钱”应是高铁硬头和生铁调配而铸造的。两步炼锡流程和“夹锡钱”实物的首次认定，对中国冶金史和财政史研究有重要意义。

锡冶炼废料综合利用进展

主要叙述了国内外近年来对炼锡渣、锡烟尘、锡电解阳极泥等锡冶炼废料的综合利用研究进展,结合各物料的特性,分别对热点研究的和工业应用的不同种类工艺技术进行了简要介绍,并就锡冶炼废料的综合利用技术前景进行了评述。