Al2O3对酒钢低铝渣黏度的影响及热力学分析

为进一步分析Al2O3含量对低铝渣黏度的影响,以酒钢高炉渣成分为基础,通过试验和FactSage热力学软件分别研究了不同Al2O3含量炉渣的黏度、液相线温度、活度和冷却结晶过程的物相变化。结果表明,在本试验的低铝渣范围内,随Al2O3含量增加,炉渣黏度增大,在1 450 ℃以上黏度低于0.45 Pa·s,炉渣流动性和稳定性良好。Al2O3活度随Al2O3含量的增加而增大,相反,SiO2活度降低也证明炉渣聚合度的增大。炉渣的冷却结晶过程则表明,在液相线温度以上时,炉渣黏度主要与炉渣结构的复杂程度有关;在液相线温度以下时,黏度受液相炉渣结构和固相颗粒含量的共同影响。     

TiO2对京唐高炉渣性能的影响及热力学分析

 为明确TiO2对京唐炉渣性能的影响机理,基于京唐高炉渣的实际成分,通过黏度试验研究了TiO2对炉渣黏度及熔化性温度的影响;同时利用FactSage热力学软件,计算了不同TiO2质量分数炉渣的活度、熔化温度,液相区以及炉渣从1 500冷却到1 000 ℃时的物相变化。试验结果表明,炉渣的黏度和熔化性温度随着渣中TiO2质量分数的增加而降低。FactSage计算表明,炉渣中TiO2活度增大,炉渣的黏度随之减小;TiO2增多有利于降低炉渣的熔化温度和扩大液相区,但当[w(TiO2)]由4.2%变化到5.6%时,炉渣的液相区反而在CaO区域缩小;炉渣结晶相的变化表明渣中TiO2不宜过多,否则在高温时就容易生成钙钛矿相,从而增大炉渣的黏度,不利于高炉顺行。为满足京唐高炉冶炼对炉渣性能的要求及护炉的需要,炉渣中[w(TiO2)]应控制在5.0%以内。     

低铁炉渣黏度和密度的研究

铜铅冶炼会产生大量的炉渣,其基本组成以FeO-CaO-SiO2-Al2O3-MgO体系为基础,将铁选择性回收后产出的CaO-SiO2-Al2O3-MgO系低铁渣可以作为微晶玻璃等建材生产的原料。对熔渣的理化性质进行深入研究,有利于为其进一步的综合利用提供理论基础。分析了某低铁熔炼炉渣的化学成分,利用熔体物性测定仪进行了黏度、密度的测试,并对炉渣碱度和温度的影响进行了分析,发现当炉渣碱度在1附近变动时,炉渣黏度和密度会出现剧烈震荡。     

调质高炉渣均质化的可行性研究

 以实际生产高炉渣为原料,以铁尾矿为调质剂,采用测定熔渣黏度的方法确定调质高炉渣均质化过程,反映了铁尾矿的熔化、溶解和扩散的均匀化过程。并通过渣样中SiO2质量分数测定以及调质渣中矿相组成等方法验证了通过黏度测定调质高炉渣均质化的可行性。结果表明,同一酸度系数[Mk]下,调质高炉渣黏度随恒温时间的延长呈先下降后上升,最后趋于平稳的变化趋势;调质高炉渣均质化时间随铁尾矿添加量的增加而延长;当铁尾矿加入量大于15.88%时,调质高炉渣均质化时间显著延长;随着恒温时间进一步延长,试样上、中、下部SiO2质量分数趋于一致,而试样矿相组成与充分均质的调质矿渣一致,这说明通过黏度测定炉渣均质化的方法是可行的。中试试验证实,随着酸度系数的增加,纤维丝的直径增加,化学稳定性增强,纤维质量符合国家生产标准。     

硅酸铁炉渣冷却时金属铜的沉出

导言由铜转炉出来的或者由铜精矿直接富集成高品位冰铜、白冰铜和(或)粗铜过程所产出的硅酸铁炉渣,都要进一步处理,以便从这些炉渣中回收铜。通常用贫化炉渣的方法是由缓冷、破碎、细磨和泡沫浮选组成。考虑到与炉渣相接触的硫化物或者金属熔体中铜的浓度高,尾矿中的铜含量相当低,铜是以铜的硫化     

硅镇静钢钢包顶渣结壳原因分析及控制措施

针对硅镇静钢生产过程中出现的钢包顶渣结壳问题,从炉渣成分、熔点、黏度及相组成等方面研究对比了常规炉次及异常炉次。结果表明,异常炉次的炉渣碱度较低,凝固过程中析出了大量镁铝尖晶石且出现聚集现象,导致炉渣黏度增大,钢包顶渣结壳,而常规炉次炉渣碱度较高,炉渣物相中未发现镁铝尖晶石。为将所有炉次炉渣成分控制在合理范围,基于炉渣组成及来源进行了炉渣碱度预测,制定了根据转炉终点氧含量加入小粒白灰的措施,通过工业试验验证,有效避免了钢包顶渣结壳。     

首钢高炉渣与配制四组元渣的黏度研究

对首钢高炉渣样及相应配制的四组元渣的固相析出温度和黏度进行了对比研究,通过电子探针和旋转法分别检测渣样的固相析出温度和黏度。结果表明,现场高炉渣固相析出温度为1400～1440℃,相应配制的四组元渣的固相析出温度要比现场高炉渣高40～50℃。其中微量组元如S（CaS形式）,FeO,MnO和TiO2等的存在有利于降低渣固相析出温度。黏度测试表明,现场高炉渣在1500℃时的黏度范围为0.3～0.4Pa·s,相应配制的四组元渣在1500℃时的黏度比现场渣要高30%左右。通过以上对比,不仅了解了高炉渣中微量组元对高炉渣的整体影响,而且有助于将实验室研究结果应用于现场操作。     

缓冷制度对铜渣结晶性能的影响

研究了高温铜渣缓冷制度对渣中铜相分子结晶及铜渣浮选性能的影响。结果表明,炉渣冷却速度越慢,渣中铜相分子粒度越大,越有利于铜的选别分离。随着铜渣冷却速度变慢,铜渣中矿物晶型由细小分散变得完整连续,且易浮选回收的铜相分子聚集体亦逐渐增多变大,揭示了冷却速度变慢铜浮选回收率增高的主要机理。     

贵冶电炉渣的缓冷特性和结晶研究

通过对电炉渣结晶的研究,了解了电炉渣的矿物组成和主要金属矿物的嵌布特征,为回收电炉渣中的含铜矿物提供了理论根据;探索性研究了磁铁矿晶体的生长规律,为有效回收电炉渣中的磁铁矿指引了方向;简述了渣包缓冷工艺及其影响因素,为制定科学的渣包缓冷制度提供了依据;探讨了如何提高电炉渣中磁铁矿含量的方法。     

酸度系数对调质高炉渣成纤质量的影响

为了改善矿渣棉纤维质量,采用铁尾矿对高炉渣进行调质,研究酸度系数对调质高炉渣黏度、熔化性温度和矿物组成的影响规律,并在此基础上采用离心试验证实了改变酸度系数能够优化纤维质量。结果表明:随着铁尾矿添加比例的升高,调质高炉渣的酸度系数Mk增加,调质高炉渣熔化性温度先降低后升高,熔化性温度对应的黏度值逐渐增加,调质高炉渣中不再有矿物析出,熔渣凝固后全部为非晶相。说明高炉渣开始由短渣特性转变为长渣特性,且在符合矿渣棉成纤黏度条件下,熔渣黏度变化趋于平缓,因此对高炉渣进行调质可以拓宽成纤温度区间范围,易于高炉渣纤维化控制;且酸度系数Mk提高,进一步可以改善纤维直径,提高纤维的使用性能。     

高硅氧化铜矿还原熔炼渣黏度研究及Iida模型应用

针对刚果（金）某高硅、低铁氧化铜矿还原熔炼过程渣铜分离困难、铜收得率低等问题,研究了配加不同CaO和FeO含量对还原熔炼渣黏度的影响规律,并在此基础上优化了Iida黏度预测模型,为实现CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO渣系黏度的精准控制提供支撑。结果表明,该熔炼渣黏度随CaO和FeO含量的增加而逐渐下降。调控终渣碱度大于0.5、FeO含量大于3%,可有效改善熔炼渣黏度。利用优化后的Iida黏度预报模型可在较大成分与温度范围内进行本体系熔渣黏度的预测,预报相对误差在10%以内。     

Magnetite reduction in copper converter slag using biodiesel produced from waste cooking oil

In copper smelting process, oxygen-enriched smelting leads to the enrichment of magnetite and increase of slag viscosity, which is not conducive to the sedimentation and separation of copper. Therefore, it is necessary to reduce magnetite in order to improve the recovery rate of copper. In this work, biodiesel produced from waste cooking oil was used to replace carbon and diesel, which should be more economical and environment-friendly. Effects of temperature and reaction time on biodiesel pyrolysis, magnetite reduction and slag viscosity were studied. It was found that the main products of biodiesel pyrolysis were carbon monoxide, hydrogen, methane, and carbon. Because methane will decompose to carbon and hydrogen at 823 K, the main reducing agents during magnetite reduction were hydrogen and carbon. With increasing reduction time and temperature, the magnetite phase in the copper slag gradually decreased, while the fayalite phase gradually increased. After injecting biodiesel into molten copper slag at 1523 K for 4 minutes, magnetite was reduced from 31.6% to less than 0.6% and the viscosity decreased from 1.43 poise to 0.68 poise. This low viscosity is beneficial for separation and recovery of copper from the molten slag.     

铜冶炼炉渣工艺矿物学探讨

采用化学分析、化学物相分析、显微镜观察及扫描电镜考察等工艺矿物学研究手段，分析了不同铜冶炼渣的化学组成及矿物物相组成，对铜冶炼渣中重要矿物的嵌布特征和嵌布粒度进行了系统的研究，对其利用中存在的问题进行了分析，为铜冶炼渣的综合回收利用提供了理论依据。     

大型高炉铜冷却壁渣皮物相组成及性能分析

 高炉铜冷却壁热面形成的渣皮是保障冷却壁寿命的关键。基于高炉中修，针对铜冷却壁热面的渣皮进行实地取样，通过化学成分分析、XRD分析以及SEM EDS分析，并结合FactSage热力学计算及激光法导热分析，对大型高炉铜冷却壁表面形成渣皮的化学成分、微观形貌、高温性能和导热性能进行系统研究，探明了大型高炉铜冷却壁热面渣皮的物相组成和基础性能。结果表明，高炉铜冷却壁渣皮具有明显的分层结构，主要物相为二铝酸钙(CaAl4O7)、硅灰石(Ca2Al2SiO7)和钙长石(CaAl2Si2O8)等；通过FactSage软件计算渣皮熔化温度和黏度，发现沿着渣皮的生长方向，熔化温度降低，流动性降低；并通过传热计算得出合理渣皮厚度条件下的热流强度，从而为高炉生产实践提供理论指导。     

Effect of Iron Phase Evolution on Copper Separation from Slag <Emphasis Type="Italic">Via</Emphasis> Coal-Based Reduction

Copper slag, a by-product of copper pyrometallurgy, inevitably contains a certain amount of copper. Oxygen-enriched smelting technologies increase the copper content in slag indirectly because of the production of higher-grade matte. The effect of iron phase evolution on the copper content in slag during the slag cleaning process in an electric furnace was investigated using the method of combining theory with experiments. Based on the analysis, the main factors that impede the separation of slag and copper/matte were determined. Subsequently, the properties of slag were analyzed after decreasing the magnetite content within the slag. The experimental results showed that decreases in magnetite content were beneficial for the separation of copper and slag because of the decrease of slag viscosity. Nevertheless, Cu-Fe alloys formed when magnetite was completely reduced to metallic iron, and the foaming slag was formed at 1250 °C. Furthermore, the distribution of copper in the reduced slags was studied in detail.     

铜精矿及其冶炼过程中相关固体废物的综合表征

采用X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱(IR)以及偏光显微(PM)分析联用技术对进口铜精矿及其冶炼过程中产生的相关固体废物冰铜渣和阳极炉渣进行鉴别。XRF对元素组成及其大致含量进行表征,IR对其中的脉石矿物物相进行识别,PM对其中的非脉石矿物物相进行识别。3种表征手段的联用,可以对其中的物相进行全面的识别。结果表明,铜精矿、冰铜渣和阳极炉渣的的物相组成基本无交叉。通过物相分析可以准确判定其物相归属,从而实现对铜精矿及其冶炼过程中产生的相关固体废物进行有效鉴别。     

铜渣资源回收的研究现状及展望

综述了国内外对铜渣中有价元素回收和资源化综合利用方面的研究现状.针对铜渣中高品位的铁,主要从氧化焙烧磁选法和直接焙烧还原法2种工艺对铁资源回收处理的优势及缺陷进行讨论研究;对钴、锌、铜、金、银、铝等有色金属元素回收率和回收工艺进行比较;根据铜渣本身的物相构成,阐述了铜渣在制备建筑材料、微晶玻璃和废水处理方面的应用现状;...     

转炉脱磷渣物相结构对脱磷的影响

通过采用热力学软件 Factsage 6.4、SEM、EDS、XRD,并结合红外和拉曼实验手段分析研究了一次倒渣和终点炉渣物相结构.结果表明：一倒渣和终渣的黏度均随着温度的升高而降低.温度相同时,一倒渣的黏度较高,但熔点低于终渣.低温时形成的液相较多,更有利于脱磷反应的进行.炉渣 Si、Ca、P 元素富集的区域,形成的矿相主要为2CaO?SiO2-3CaO?P2 O5固溶体相,对脱磷较为有利;而 Fe、Mn、Mg 和 O 元素富集的区域,形成的物相主要为铁氧化物和RO相,炉渣脱磷能力脱磷较差.红外和拉曼分析结果表明：一倒渣和终渣都形成SiO4四面体单元,一倒渣主要以Si-O-Si键为主,而终渣主要以P-O-P键为主.硅酸盐网状结构单元结构越多,对脱磷越有利.