唐钢高炉瓦斯灰的提铁提锌试验

研究唐钢高炉瓦斯灰的提铁提锌试验。首先,对烘干后的高炉瓦斯灰进行基础特性研究,包括XRF、XRD、粒度分布检测以及化学成分分析。分析可知,瓦斯灰中wTFe=29.3%,主要以Fe2O3的形式存在;wZn=3.13%,主要以ZnO的形式存在。基于铁氧化物、锌氧化物还原的热力学原理,利用本课题组的精细还原技术,设计2因素2水平的正交试验,使用纯H2对瓦斯灰中的铁氧化物和锌氧化物进行精细还原试验。探讨还原温度（910和980℃）和还原时间（2和4h）对瓦斯灰金属化率和脱锌率的影响。试验结果表明,最佳还原工艺参数为910℃,2h;相应的金属化率和脱锌率分别为89.01%和98.61%。     

含锌尘泥中锌铅及碱金属脱除研究

文章考察了不同碳氧比和温度条件下,直接还原过程中的铁还原率、金属化率、还原脱锌和脱铅率、KCl和Na Cl挥发脱除率。通过实验可知,含锌粉尘制备的含碳球团可以脱除锌、铅、钾和钠,同时有效利用粉尘中的碳资源还原铁氧化物得到金属化球团;在1200～1330℃范围内,温度对铁氧化物还原,锌和铅的还原脱除,KCl和Na Cl的挥发脱除影响明显;当粉尘碳氧比为1. 0,还原温度为1300℃,还原时间大于18min时,反应接近最终平衡点,可获得金属化率大于80%,锌铅几乎完全脱除,钾钠脱除率大于90%的金属化球团。     

唐钢高炉粉尘提取铁、锌的实验室研究

对唐钢高炉粉尘进行基础特性研究,包括XRF分析、化学成分分析、粒度分布、XRD（X-ray dif-fraction）检测.探讨了还原温度（910℃和980℃）以及还原时间（2h和4h）对高炉粉尘金属化率和脱锌率的影响.实验结果及分析表明,该实验条件下的最佳工况为：还原温度980℃,还原时间4h,相应的高炉粉尘还原状况较好,其中,瓦斯灰的平均金属化率为92.07％,平均脱锌率为94.04％;瓦斯泥平均金属化率为87.39％,平均脱锌率为94.90％.     

高炉瓦斯泥自还原提取铁和锌的机理研究

利用非等温热重分析和马弗炉定温加热试验研究高炉瓦斯泥加热自还原的变化过程,并运用HCS热力学计算软件计算瓦斯泥自还原过程中Fe、Zn氧化物还原的平衡组成及其金属化率,探讨了瓦斯泥加热自还原过程铁和锌氧化物还原规律。结果发现,高炉瓦斯泥自还原过程可分为五个阶段:Ⅰ阶段(22.0~390.1℃),发生C的气化反应和物理吸附;Ⅱ阶段(437.7~758.9℃),发生铁氧化物还原,金属化率不断增大;Ⅲ阶段(758.9~936.1℃),铁、锌氧化物还原共存,铁、锌金属化率仍不断增加;Ⅳ阶段(936.1~1 031.7℃),铁氧化物和锌氧化物还原较充分,铁、锌金属化率最大分别达到70%和99.7%;Ⅴ阶段(1 031.7~1 255.3℃),铁氧化物和锌氧化物反应完全,此过程气态锌可能发生氧化。     

高炉含锌粉尘还原性影响因素分析

为充分利用高炉粉尘中的铁、碳等有价资源，以水钢烧结除尘灰、高炉重力灰和高炉布袋灰为主要原料，根据配碳量的不同压制成冷固球团，不仅可以弥补单一成分成球性的劣势，还可以充分利用粉尘中的有价资源进行自还原反应。结果表明，随着还原温度的升高和反应时间的延长，球团的金属化率和脱锌率逐渐增加，反应温度为1 200 ℃时已达到了理想的试验效果，反应10 min后，金属化率和脱锌率分别为87.13%和95.25%；随着配碳量的增加，金属化率和脱锌率呈现不同的趋势，当碳氧摩尔比在1.3左右时，金属化率和脱锌率的指标较理想。     

高炉粉尘Fe和Zn非熔态分离工艺

开发一种高炉粉尘再资源化处理工艺,采用"非熔态还原-磁选分离-Zn的回收、富集"方法对典型高炉粉尘进行Fe、Zn非熔态分离研究.结果表明:在910~1 010℃,使用纯H₂、CO为还原剂进行非熔态还原,同时实现粉尘中Fe₂O₃(s)→Fe(s)和ZnO(s)→Zn(g)的高度转变,金属化率达到90%以上,气化脱锌率达到99%以上,且还原过程未发生烧结.还原产物直接经磁选分离、富集得到TFe品位>90%的富Fe物料;含锌挥发物经回收、富集得到ZnO含量>92%的富Zn物料.成功地将高炉粉尘全部转化为MFe、ZnO等有价资源,实现了零排放,且分离过程不需高温熔融,过程能耗低,无环境污染.      

高炉含锌粉尘还原性影响因素分析

为充分利用高炉粉尘中的Fe、C等有价资源,以水钢烧结除尘灰、高炉重力灰和高炉布袋灰为主要原料,根据配碳量的不同压制成冷固球团,不仅可以弥补单一成分成球性差的劣势,还可以充分利用粉尘中的有价资源进行自还原反应,结果表明,随着还原温度和反应时间的增加,球团的金属化率和脫锌率逐渐增加,反应溫度为1200℃时已达到了理想的实验效果,反应10min后,金属化率和脱锌率为87.13%和95.25%;随着配碳量的增加,金属化率和脱锌率呈现不同的趋势,当碳氧摩尔比在1.30左右时,金属化率和脱锌率的指标较理想。     

高温焙烧-磁选联合处理包钢含锌粉尘的研究

对转底炉处理含锌粉尘进行了实验室研究,通过设计正交试验考察了焙烧温度、焙烧时间及配煤量对含锌粉尘脱锌率、金属化率、磁选精矿产率以及铁同收率的影响.试验结果表明最佳工艺参数为:焙烧温度1 350℃,焙烧时间25min,配煤量6%.在此条件下的脱锌率和金属化率分别高达99.29%和99.68%,精矿产率为46.57%,铁回...     

球团脱锌试验研究

浙江绍兴漓铁球团有限公司所用含锌铁矿石铁品位为65.05％,属高品位铁精粉,P、S等有害杂质含量较低,但Zn含量高达0.3％,超过了人炉原料含Zn＜0.1％的要求.本文提出采用内配碳球团高温还原法生产预还原球团矿,还原脱锌的同时得到金属化率80％以上的金属化球团.在还原焙烧温度为1 100℃,还原焙烧时间为60 min,配煤量为15.0％的条件下,获得的成品球金属化率可达83.3％,脱锌率为84.5％,抗压强度为2 354 N/个,Zn含量降至0.047％,符合高炉对入炉原料的要求.     

含锌粉尘内配碳球团还原模型

以转底炉处理钢铁厂含锌粉尘为背景,结合转底炉实际生产工艺条件,建立了含锌粉尘内配碳球团直接还原一维非稳态数学模型.模型不仅考虑了铁氧化物的还原反应和碳的气化反应,还加入了氧化锌的还原反应,并通过实验验证了模型的准确性.利用计算结果分析讨论了炉温、球团半径及孔隙率对球团还原的影响.炉温对球团的金属化率和脱锌率均有显著影响,孔隙率和球团半径仅对球团的金属化率影响较小,而对脱锌率基本没有影响.      

EAF and secondary dust characterisation

Abstract

The basic knowledge of the physical and chemical properties of the electric arc furnace (EAF) and secondary dust (SD) obtained by the characterisation provides important information on the potential problems that could be encountered during the processing of such materials. EAF dust consists mainly of very fine spherical particles. The most common phases in the EAF dust are solid solution of iron spinels generally enclosed into a matrix of calcium–iron silicate glass. Leaching tests show that as the Zn/Fe ratio increases, there is an increase in the zinc extraction, whereas the iron extraction decreases as the Zn/Fe ratio increases. It was possible to produce a SD containing 55.8% zinc by means of charging EAF primary dust–coal composite pellets into an induction furnace. SD consists of very fine particles presenting a mean particle size of 0.26μm. In addition, SD contains significant levels of iron, chloride and fluoride. The iron content in the SD was identified as being iron droplets ejected from the bath caused by high intensity gas generation during the smelting of the EAF primary dust–coal composite pellets.     

含锌电炉粉尘处理的扩大性实验

分析研究了运用配碳球团的直接还原技术处理的电炉粉尘,并完成了实验室扩大性实验;得到了还原焙烧法的合理工艺条件,即碳过量系数为12,还原温度为1〖KG-*9〗150 ℃,料层厚30 mm,加热时间60 min。还原后的球团为半金属化球团,其w(TFe)为50%左右,最高可达54.7%;金属化率60%～70%,最高可达88%;收集的粉尘含氧化锌达90%以上,球团中锌的还原挥发率大于90%,说明用配碳球团的直接还原技术处理含锌电炉粉尘是成功的。     

Experimental study on solid state recovery of metallic resources from EAF dust

Abstract

A new process to recover iron and zinc from electric arc furnace (EAF) dust in a solid state has been developed. It comprises three steps: (1) reduction of dust (<1000°C) using gas reductant with high H₂ or CO content; (2) for the solid product of step (1), wet magnetic separation to separate Fe from gangue; and (3) for the condensed fumes collected in step (1), water washing to remove soluble compounds like KCl and enrich and recover the zinc oxide. The performance of this process indicates that four kinds of resources could be obtained, iron rich materials (TFe?=?92·3%); enriched zinc-rich materials (ZnO?=?83·7%); gangue produced in the wet magnetic separation, which can be used as a building material, and KCl solution. The process is greatly energy saving since it is carried out at low temperature so that sintering would not happen. This means that the iron can be separated directly by physical methods which avoid crushing and grinding.     

高炉瓦斯泥高效利用的实验研究

通过对攀钢高炉粉尘利用的分析研究,提出了采用含碳球团直接还原焙烧法处理高炉瓦斯泥的工艺。在本工艺条件下,得到了高质量还原矿和副产品氧化锌粉。实验研究表明,还原矿中全铁 （TFe）达52%～54%、金属铁(MFe)为51%～53%、金属化率(Mη)＞95%;氧化锌粉达到：w(ZnO)94%～96%、w(PbO)2%～5%、w(Fe2O3)微量。初步实现了高炉瓦斯泥的高效利用。     

电弧炉烟尘球团焙烧-洗涤脱卤制备低卤含量氧化锌的试验研究

针对电炉弧烟尘处理利用,进行了电弧炉烟尘球团焙烧-洗涤脱制备低卤含量氧化锌的试验研究,取得了满意的结果,在最佳球团焙烧工艺条件下,锌的挥发率>94%、铅的挥发率>90%,氟主要以难挥发的MnF2形式留在窑渣中,挥发氧化锌烟尘中难溶氟化物含量少,洗涤脱卤效果明显,洗涤后含锌62.14%,氟0.011%、氯0.20%,基本满足株冶氧化锌系统浸出原料的要求。     

铁酸锌碳热还原动力学及反应机理

对铁酸锌非等温碳热还原反应动力学及其还原反应机理进行了研究。通过不同温度条件下还原后的铁酸锌团块物相分析(XRD)对其碳热还原的物相转变过程进行了解析,950 ℃时出现FeO_0.85·xZnO无定型物质,此时Fe3+被还原成Fe2+。探讨了铁酸锌碳热还原过程转化率与转化速率的关系,该还原过程可以划分为三个阶段,第二阶段的转化率变化最大(0.085～0.813)。最后,通过等转化率法和主曲线拟合法对不同升温速率条件下铁酸锌碳热还原第二阶段的动力学进行了分析,可以得出第二阶段的平均活化能为362.16 kJ·mol–1,且该阶段活化能为331.01～490.04 kJ·mol–1,变化较大,说明这一阶段发生的反应较为复杂,且各反应之间的活化能差异明显,二级化学反应是这一阶段的主要控速环节,并确定了第二阶段的主要控速方程。      

提钒后钒钛磁铁精矿直接还原研究

首先运用Fact Sage软件从理论上分析了铁氧化物的还原反应在还原温度950~1 100℃下发生的可能性,然后将提钒后钒钛磁铁精矿与无烟煤按比例混匀、压样后进行直接还原实验,研究无烟煤添加量、原料粒度、还原温度、还原时间对还原产物金属化率的影响,并采用X射线衍射分析还原产物的物相变化.结果表明:在本论文还原温度下,还原反应在理论上是可以进行的.当无烟煤添加量(质量分数)为18%、原料粒度75μm、还原温度为1 100℃、还原时间为90 min时,还原产物的金属化率可达99.18%,还原产物的物相主要为金属铁、黑钛石以及硅酸盐.