Study on the volatilization kinetics of zinc in carbon-containing pellets made of Zn-bearing dusts

A study was carried out on the volatilization kinetics of Zn in the pellets made of Zn-bearing dusts mixed with coal powder in a nitrogen atmosphere and within the temperature range between 1 100℃and 1 300℃. The study shows that the reduction temperature has a significant effect on the volatilization rate of zinc and that either the coal particle size or the excess carbon content has no effect on the volatilization rate. The obtained activation energy for the volatilization of zinc is 79.42 kJ/mol. The volatilization rate of zinc is controlled by the reaction between the zinc oxides and CO.

Melting of Pre-Reduced Chromite Pellet Bearing Carbon

As the raw material for hot metal containing chromium from 20% to 40%, carbon-beared chromite pellets made from three kinds of typical chromite were reduced at 1 300 ℃ for 30 min and then kept at 1 550-1 600 ℃ for 10 min. The effect of Cr 2O 3/FeO mass ratio in pellets on chromium content in hot metal and the yield of chromium were investigated. The results indicated that the highest chromium content is in hot metal produced from South African UG2 ore, but slag volume produced with Indian chromite is the smallest. The yield of chromium is only 60% to 75%, due to short melting time, high melting point and large surface tension of the slag with high Al 2O 3 and MgO content, which influences the separation between metal and slag.

Temperature Rise Characteristics of Carbon-Containing Chromite Ore Fines in Microwave Field

To avoid the nonuniform phenomena of heat and mass transfer of metallurgical powdery materials caused by conventional heating method,the temperature rise characteristics of carbon-containing chromite ore fines in the microwave field were investigated using microwave heating in a microwave metallurgical furnace.The experimental results show that the carbon-containing chromite ore fines have better temperature rise characteristics in the microwave field at a frequency of 2.45 GHz.After heated in the microwave field of 10 kW,the temperature of 1 kg carbon-containing chromite ore fines rose up to 1 100 ℃ in 7 min,at a temperature rise rate of 157.1（℃·min-1·kg-1）,whereas the temperature of 1 kg carbon-containing magnetite ore fines rose only up to 1 000 ℃ in 10 min,at a temperature rise rate of 100（℃·min-1·kg-1）.With increasing carbon-fitting ratios and by adding calcic lime,their heating effects changed regularly.

Kinetics of Evaporation of Zn and Pb from Carbon-bearing Pellets Made of Dust Containing Zn-Pb-Fe Oxides

The influence of reduction temperature, size of coal powder and the carbon content on the evaporation rates of Zn and Pb in pellets made of ZnO-PbO-FeO bearing dust has been investigated between 1100-1300℃. The evaporation rate of Zn and Pb obtained from the experiments has been analyzed with kinetic models. The results show that the control step for evaporation of Zn is reduction reaction of ZnO by CO at the interface，and that the evaporation rate of Pb is controlled by the volatilization of reduction products, i.e. liquid lead. The overall apparent activation energies of Zn and Pb evaporation from the pellet are 79.42kJ/mol and 88.74kJ/mol respectively.

Study on the volatilization kinetics of lead in carbon- containing pellets made of Zn- Pb- bearing dusts

This study investigated the volatilization kinetics of lead in pellets made of Zn-Pb-bearing dusts mixed with coal powder,in a nitrogen atmosphere and in the temperature range between 1 100 ℃ - 1 300℃ ,and showed that the reduction temperature has a significant effect on the volatilization rate of lead and that neither the particle size of the coal powder nor the extra carbon content has any effect on the volatilization rate. The obtained activation energy for the volatilization of lead is 88.74 kJ/mol. The volatilization rate of lead is controlled by both the lead evaporation reaction and the diffusion of gaseous lead through the gas boundary layer covering the surface of the reduced liquid lead.

铬铁矿粉造块方法综述

分析了铬铁矿资源情况及当前电炉冶炼铬铁合金所面临的主要问题 (块矿减少、廉价的粉矿比例增加 )。但是过多的粉矿入炉将恶化电炉的技术经济指标 ,采用造块工艺处理铬铁矿粉被认为是解决这一问题的根本途径。本文列举了铬铁矿粉造块的常用方法 ,并分析了各种方法的优缺点 ,指出烧结法是有效利用铬铁矿粉、降低铬铁合金生产成本的有效措施之一。

铬铁精矿球团烧结工艺与机理

对铬铁精矿球团烧结新工艺以及球团烧结矿冶金性能和固结机理进行研究。研究结果表明:铬铁精矿粒度粗,成球差,必须经过球磨机细磨,使其比表面积达到1 700 cm2/g,才具有良好的成球性;在膨润土配比为1.5%(质量分数)、造球水分为9.0%(质量分数)、造球时间为12 min的条件下,生球落下强度5次/(0.5 m),抗压强度11 N/个,爆裂温度480℃。优化的球团烧结工艺参数为:焦粉用量7%(质量分数)(内配比例30%),烧结混合料水分为9.5%,料层高度为650 mm,干燥温度为300～350℃,干燥负压为4 kPa,干燥时间为3 min,点火温度为1 100℃,点火负压为5 kPa,点火时间为1.5 min,烧结负压为8 kPa,取得了良好的指标:烧结矿产量为3.01 t/(m2.h),转鼓强度为89.33%,固体燃耗为79.19 kg/t。铬铁精矿球团烧结矿在900℃时很难还原,但还原膨胀率只有5%～6%,还原粉化率RDI+3.15大于94%,还原过程将具有较好的强度;在烧结料层的中上部,烧结矿的宏观结构以单个散状球团为主;在烧结料层下部以葡萄状烧结矿为主。铬铁精矿球团烧结矿矿物组成以铁铬尖晶石和硅酸盐矿物为主,单颗粒的球状烧结矿以固相固结为主,葡萄状烧结矿中液相量占30%左右,由固相固结和液相黏结共同维持烧结矿强度。

含碳铬铁矿球团的固态还原特性

通过含碳铬铁矿粉矿成球及还原实验,研究还原温度、内配碳量、还原时间和添加剂对铬铁矿球团预还原结果的影响。结果表明：还原温度和内配碳量对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1 200℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加,内配碳比IC/O=1.2为铬铁矿预还原球团的较佳配比;高温（≥1 300℃）时,可实现含碳铬铁矿球团的快速还原（t≤1 h）;低温时,铁优先于铬还原,总还原反应完成时间需3~4 h。添加剂强化含碳铬铁矿球团预还原的实验结果表明,不同添加剂对还原反应的影响具有较大差异;不同温度下,相同添加剂的催化能力也有一定的差异;实验所涉及的添加剂中以NaCl、Na2B4O7.10H2O和Na2CO3的催化效果较好。

X射线荧光光谱技术在铬铁矿石分析中的应用文献评介

当今X射线荧光光谱(XRF)已成为铬铁矿石分析最重要的方法之一。作者收集了1998-2018年间我国X射线荧光技术分析铬铁矿石的期刊文献共计18篇,其中13篇采用熔融制样方法,5篇采用粉末压片制样方法。文章介绍了我国铬铁矿分析概况,用列表方式对18篇期刊文献简介了方法要点,对其中较典型、有代表性的文献按制样方法进行了重点评介,最后讨论了XRF分析地质材料时的制样方法选取、样品粒度和矿物效应的影响、铬铁矿X射线荧光光谱分析方法的未来发展趋势等问题。全篇共引文60篇。

铬铁粉矿球团烧结新工艺及固结机理研究

对铬铁精矿进行了常规烧结及球团烧结试验研究,并揭示了固结机理。常规烧结结果表明,在最优条件下,烧结矿成品率为73.16%,利用系数1.17t/(m2.h),烧结矿转鼓强度61.03%,固体燃耗115.80kg/t;球团烧结实验表明:在最优条件下,烧结矿成品率为77.18%,利用系数1.47t/(m2.h),转鼓强度83.78%,固体燃耗107.32kg/t。与常规烧结相比,球团烧结显著改善了烧结矿产质量,降低了固体燃耗。固结机理研究表明,在常规烧结中,烧结过程形成的液相量仅有17.1%,故烧结矿强度差,产量低;而球团矿烧结中,表层呈单个球团,中下层呈葡萄状粘结构。球团烧结矿固结以铬铁尖晶石、镁铁尖晶石再结晶为主,液相量19%左右,孔隙率下降。球团烧结矿强度由固相固结和液相粘结共同维持,因此,烧结矿强度好、产量高。球团烧结工艺是强化铬矿粉烧结、降低烧结能耗的有效途径之一。

含碳铬矿球团的预还原和熔分研究

以3种典型的铬矿为原料,生产铬的质量分数为20%～40%的铁水为目标,对含碳铬矿球团在1300℃温度下还原30min,然后在1550～1600℃温度下恒温10min,进行渣金分离。考察了球团铬铁比(Cr2O3/FeO)对铁水铬含量和铬收得率的影响,试验结果表明:用南非UG2生产的铁水铬含量最高,而印度铬矿具有最少的渣量。3种铬矿的铬收得率较低,约60%～75%,其原因是由于熔分时间较短,高Al2O3和高MgO渣的熔点较高,表面张力较大,影响渣金分离。

含碳铬矿球团的造球及直接还原

研究了原料粒度、粘结剂的用量、配碳量等因素对铬铁矿球团生球性能的影响，以及温度和还原时间对金属化率的影响。结果表明１３５０℃还原１５ｍｉｎ，铬金属化率达９０％以上配碳量应比理论配碳量过量２０％。用１：３的Ｈ２Ｓ０４对还原球团采用加热回流法溶样，解决了金属铬及金属铁的化学分析方法。

含碳铬矿球团还原热力学研究

本文介绍了含碳西藏铬矿球团的还原顺序。Ｘ射线衍射证明：还原温度低于１２００℃时，还原产物是Ｆｅ及Ｃｒ_２Ｏ_３；还原温度高于１２００℃时，还原产物是Ｆｅ、Ｆｅ_３Ｃ、（Ｃｒ，Ｆｅ）_７Ｃ_３，在还原初期阶段生成的Ｆｅ转变成Ｆｅ_３Ｃ_，最终转变成（Ｃｒ，Ｆｅ）_７Ｃ_３；当还原温度高于１３００℃时，发现有ＭｇＡｌ_２Ｏ_４，ＭｇＳｉＯ_４生成，热力学计算的结果与Ｘ射线衍射结果相符。

高压辊磨和球磨预处理强化铬铁矿球团制备的研究

以60%某铬铁精矿FCC配加40%国内磁铁精矿DBC作为造球原料,对比研究了球磨和高压辊磨两种预处理方式对原料性能、造球及球团预热焙烧性能的影响。结果表明:高压辊磨工艺明显优于球磨预处理工艺。采用高压辊磨预处理工艺可强化铬铁矿成球及球团焙烧,为生产铬铁矿氧化球团提供了技术支持。

氩气氛铬铁矿含碳球团还原动力学

用热重法研究了铬铁矿含碳球团在氩气流中还原过程动力学,考察了还原温度、球团中配碳量和铬铁矿粉粒度等对还原过程的影响。应用颗粒模型对还原过程的实验数据进行了动力学解析,发现在本实验条件下,球团还原中对速度的限制步骤是铬铁矿颗粒还原产物层中的内扩散过程。进一步的分析步明,在 1 200℃ 以下和以上两个温度区间,该内扩散过程的活化能不同。分别求出了这两个区间的有效内扩散系数的阿仑尼乌斯表达式,得到了铬铁矿含碳球团还原过程的综合速度式。应用所获得的动力学方程对不同加热条件下的还原过程进行模拟计算,与实验结果相当符合。

渣中铬矿球团初期熔融现象的研究

利用管式炉对单个球团加入初期的升温过程、加热速率及其影响因素进行了理论和实验研究。建立了传热数学模型。实验结果与理论计算相符。1500—1568℃下球团(25℃)加入后至反应开始时间为50—80s,增高渣温、预热球团和强化搅拌可缩短至15s左右。研究结果对开发强搅拌下转炉铁浴型反应器进行铬矿、锰矿熔融还原新工艺具有参考意义。

含碳铬球团回转窑预还原过程的数学模拟

本文提出了含碳铬球团矿回转窑预还原过程数学模型并讨论了该模型的计算结果。该数模建立在反应动力学速率方程和沿窑长方向物料和热量衡算的基础上,包括若干个反映物料化学反应、热、质传递的代数方程和微分方程。计算结果与试验数据吻合良好。本文还对两个给定规模的回转窑工艺进行了工程预测和分析。

南非粉铬矿球团烧结工艺与技术装备简述

分析了当前世界铬矿生产以及南非铬铁生产的发展趋势,着重阐述了南非普遍采用的奥托昆普球团烧结工艺流程与技术装备的特点,其工艺先进,装备可靠,自动化程度高,回收处理系统完善。

铬铁矿球团预还原特性的研究

通过铬铁矿粉矿成球和还原试验,研究了还原温度、还原时间、还原剂以及添加剂对铬铁矿球团预还原结果的影响。结果表明,还原温度对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1 250℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加;铁还原速度较快,延长还原时间对铬的还原更有利,总还原完成时间需4 h。强化铬铁矿球团预还原的试验研究表明,添加剂能提高球团的金属化率,试验所涉及的添加剂中Na_2B_4O_7·10H_2O的催化能力较好;另外,还原剂质量也会对球团的金属化指标产生一定的影响。

铬矿粉配加除尘灰生产冷固球团研究

进行了铬铁矿粉配加铬除尘灰生产冷固球团试验研究,通过测定球团质量,确定铬铁矿粉与铬除尘灰的适宜搭配比例,以及黏结剂的种类和适宜配比。研究表明,在一定的铬铁矿粉和除尘灰配比情况下,填加适宜比例的黏结剂压球,干燥后球团抗压强度可达到1000N以上,1.5m高度自然落下3次,<5mm含粉率在4%~9%,满足矿热炉使用要求。