不同脱砷剂钢液脱砷研究

为了充分利用我国含砷铁矿资源,采用CaO+CaF₂、CaC₂+CaF和Si-Ca-Ba合金+CaF₂对钢液进行脱砷研究,获得较高的脱砷率,其中Si-Ca-Ba合金+CaF₂脱砷效果最明显,其脱砷率最高可达67.7%.在相同实验操作条件下,通过实验室研究,分析比较了温度、传质系数和S含量对不同脱砷剂脱砷效果的影响.      

高炉控制铁水砷含量的研究

由于高炉原料无法完全脱除砷,进入高炉后将导致铁水含砷量过高,从而影响炼钢工艺及钢材质量.通过控制入炉全铁含砷量、铁水温度、碱度、炉顶压力等参数,高炉获得了较高的铁水脱砷率,得到符合生产要求的铁水.试验表明:当入炉全铁砷含量、铁水含硅量、R2、渣比、铁水温度、炉顶压力分别控制在0.015%、0.4%、1.20、400 kg/t、1 490℃、220 kPa时,铁水脱砷率最高达67%,铁水含砷量仅为0.007%.     

影响铁水用CaO-CaF2渣系脱砷的因素

为降低Y钢厂生产成本,充分利用周边含砷铁矿资源,采用CaO-CaF2渣系作为脱砷剂进行铁水脱砷实验研究,获得了较高的脱砷率.渣系组成为65 ％CaO-35 ％CaF2的炉渣脱砷效果最明显,其脱砷率可达62.68％.通过实验室研究,分析了渣量、渣中w(CaO)、温度、反应时间、铝粉加入量、铁水中w(C)、w(Si)、w(S)等因素对脱砷反应的影响,确定了最佳脱砷条件.同时,通过热力学计算,得出了脱砷率与铝粉加入量之间的关系式.     

液渣成分和硅酸二钙颗粒含量对铁水预处理非均相脱磷剂脱磷能力的影响

高磷铁水预处理脱磷的难题是脱磷剂用量太大、温降太多,急需研究脱磷能力强的脱磷剂。含有固体颗粒和液渣的非均相脱磷剂比仅含液渣的均相脱磷剂的脱磷能力强很多。为此,针对磷的质量分数为0.5%的高磷铁水,应用FactSageTM热力学软件优选出脱磷能力强的3种液渣,添加不同数量的硅酸二钙颗粒配制非均相脱磷剂试样,脱磷剂和熔铁在1 560℃下反应6h,测定熔铁中的平衡磷含量,用以评价其脱磷能力,然后在1 400℃下进行了铁水脱磷预处理试验。研究结果表明,随着硅酸二钙颗粒含量的增加,非均相脱磷剂的脱磷能力明显改善;采用非均相脱磷剂有助于减少渣量和控制反应器内衬的侵蚀;采用非均相脱磷剂对铁水脱磷,仍然需要控制较高的渣铁界面FetO浓度。     

液渣成分和硅酸二钙颗粒含量对铁水预处理非均相脱磷剂脱磷能力的影响简

 高磷铁水预处理脱磷的难题是脱磷剂用量太大、温降太多，急需研究脱磷能力强的脱磷剂。含有固体颗粒和液渣的非均相脱磷剂比仅含液渣的均相脱磷剂的脱磷能力强很多。为此，针对磷的质量分数为0. 5%的高磷铁水，应用FactSageTM热力学软件优选出脱磷能力强的3种液渣，添加不同数量的硅酸二钙颗粒配制非均相脱磷剂试样，脱磷剂和熔铁在1560℃下反应6h，测定熔铁中的平衡磷含量，用以评价其脱磷能力，然后在1400℃下进行了铁水脱磷预处理试验。研究结果表明，随着硅酸二钙颗粒含量的增加，非均相脱磷剂的脱磷能力明显改善；采用非均相脱磷剂有助于减少渣量和控制反应器内衬的侵蚀；采用非均相脱磷剂对铁水脱磷，仍然需要控制较高的渣铁界面FetO浓度。     

苏打脱磷剂冲罐法铁水脱磷

 为研究铁水冲罐法对铁水预处理脱磷效果的影响,向放有一定量苏打的铁水罐中倒入铁水进行铁水脱磷工业试验研究。考察了铁水中Si、Ti浓度、铁水温度以及苏打添加量对脱磷率的影响,并比较了钙系脱磷剂与苏打的脱磷效果。结果表明：铁水中低的硅、钛浓度、低温以及适当的苏打消耗量有助于脱磷;与钙系脱磷剂只有一定的脱磷能力相比,苏打有较强的脱磷和脱硫能力;同时考察了氧气对苏打脱磷效果的影响,向铁水表面喷吹氧气可以减少铁水温降,为铁水的二次预处理提供温降空间,采用苏打铁水二次脱磷后,得到了w［P］＜0.010%的铁水;还考察了苏打脱磷过程中w［Cr］、w［V］和w［C］的变化,铁水中铬浓度几乎不变,钒几乎全部被氧化进入渣中,而碳浓度大约减小了0.2%(质量分数,下同)。     

转炉气化脱磷渣用于铁水脱磷及节能减排评估研究

目前在溅渣护炉过程中进行气化脱磷是一种有效的炉渣除磷技术。为保证转炉熔渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果，在实验室进行了气化脱磷渣作为返料用于造渣脱磷的试验研究。研究结果表明，气化脱磷渣用于铁水脱磷时前期脱磷能力强，终点脱磷率低，其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为53.3%和0.16%/min;对比配制脱磷剂炉次可知，配制脱磷剂前期脱磷效果差，终点脱磷率高，其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为91.6%和0.32%/min。根据两者脱磷剂的脱磷优势采用混合配比铁水脱磷，当气化脱磷渣大比例用于铁水脱磷时出现回磷现象；当混合比例为1∶4时脱磷效果最好，终点脱磷率为64.4%。采用生命周期评价法对混合渣料比例为1∶4铁水脱磷进行CO₂减排评估，从系统边界的起点到终点预估吨钢可减排CO₂6.034～10.34 kg,吨钢可节省石灰成本1.8～3.0元。     

含砷铁矿石脱砷研究现状

进行含砷铁矿石脱砷研究对于有效开发利用我国贫矿、复合矿资源,降低钢材中砷质量分数有着重要意义。介绍了我国含砷铁矿资源的特点,综述了气化脱砷反应机理,铁矿石脱砷工艺以及温度、气氛、时间等因素对脱砷率的影响,展望了含砷铁矿石脱砷今后的研究方向及发展趋势。     

铁水脱砷的研究

为充分利用我国的含砷铁矿资源,必须解决铁水中含砷含硫偏高的问题。本文是采用CaO-CaF_2和CaC_2-CaF_2渣系作为脱砷剂,对铁水的脱砷脱硫进行了研究。实验是在钼丝炉中进行的,在石墨坩埚中,用50wt％CaO-CaF_2渣系,吹Ar搅拌的方法处理含砷铁水,获得了53％脱砷率和大于90％的脱硫率。用50wt％CaC_2-CaF_2渣系机械搅拌的方法处理含砷铁水,获得了80％的脱砷率和98％的脱硫率。并研究了各工艺因素对脱砷的影响,确定了最佳脱砷条件。应用热力学理论解释了CaO-CaF_2,CaC_2-CaF_2渣系对铁水的脱砷过程是还原脱砷过程和磷不能被脱除的原因。通过分析、计算说明了铁水中砷、磷、硫在热力学行为上的差异。     

预熔脱磷剂进行铁水脱磷的实验研究

在实验室条件下,以CaO-Fe2O3-CaF2为预熔脱磷剂的主要渣系,对预熔脱磷剂的配比关系、加入量、处理温度、初始铁水磷含量以及预熔渣粒度进行了研究.结果发现:在1 350℃条件下,w(CaO)/w(Fe2O3)约取1.0,在加入量为10%的预熔脱磷剂能将铁水中的磷降低到0.0079%,脱磷率为96.24%,且初始铁水磷含量以及预熔渣粒度对脱磷率影响不大.     

含转炉渣的预熔脱磷剂进行铁水脱磷实验

在实验室条件下,用部分转炉渣代替预熔脱磷剂中纯化学试剂原料进行铁水预处理脱磷实验研究,研究发现,含有转炉渣的预熔脱磷剂能实现较好的脱磷效果;在1350℃,加入量为10％的条件下,含转炉渣45.73％的预熔脱磷剂能将铁水中的磷由0.21％降低到0.011％,脱磷率可达到94.76％。     

含砷含铁冶金废水Fenton氧化脱砷处理

采用Fenton预氧化-中和脱砷法对含砷含铁冶金废水进行净化处理，通过单因素试验分别研究了Fenton氧化剂用量、氧化时间对铁氧化率的影响，以及中和脱砷过程药剂用量、反应时间、搅拌速度和反应温度对脱砷效果的影响，并对最优条件的脱砷后液和中和渣与企业工艺参数进行对比。结果表明：向废水中加入5 mL/L过氧化氢(30%)预氧化5 min后，废水中Fe²⁺浓度从2.23 g/L降至0.01 g/L,Fe²⁺氧化率为99.55%。最优脱砷条件为：石灰加入量15 g/L、搅拌速率300 r/min、温度30℃、反应时间50 min,脱砷率为99.9%。中和渣毒性浸出试验结果为0.32 mg/L,满足危险废物浸出毒性鉴别标准(GB 5085.3—2007),实现砷无害化处理。     

不同钙合金对钢液脱砷作用的实验研究

为了充分利用我国含砷铁矿资源,采用精炼渣+不同Ca合金对钢液进行脱砷研究,获得较高的脱砷率,其中Si-CaBa合金综合脱砷效果最佳.在相同操作条件下,通过改变实验条件,对钢液中砷含量随时间变化规律以及对脱砷效果的影响进行研究,并对高砷含量下不同Ca合金加入钢液后Ca的有效利用率进行详细分析.      

含砷铁水的蠕化处理

本文研究了用稀土铁合金直接处理含硫含砷铁水生产蠕墨铸铁的可行性及其工艺原理。采用1号稀土铁合金作为变质剂对中等含砷量(最高达0.27%)的铸造铁水进行处理,得到69%的平均脱硫率和44%的平均脱砷率。研究了所得蠕墨铸铁的石墨形态和力学性能。分析了硫、砷和稀土等元素对石墨形态和铸件力学性能的影响。通过热力学计算分析了稀土同时脱硫脱砷的可行性和可能产物。确定了合理的工艺条件。     

转炉渣气化脱磷后再用于脱磷基础研究

为保证转炉熔渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果,在实验室进行了气化脱磷炉渣作为返料用于造渣脱磷的热态试验。研究结果表明:气化脱磷渣具备高氧化钙、高碱度、低P_2O_5、高FeO的特点,不需经历成渣过程,可直接用于二次脱磷;采用气化脱磷渣进行铁水脱磷试验时,随着试验温度的提高,铁水终点磷含量呈增大趋势,1 500℃下终点铁水w(P)仅为0.067%,对应的脱磷率为40%;对比气化脱磷渣和配制脱磷剂炉次的脱磷速度可知,在反应前期,气化脱磷渣成渣速度快,气化脱磷渣炉次的铁水磷含量低于配制脱磷剂炉次;但受限于磷容量,气化脱磷渣的终点脱磷效果不如所配脱磷剂,因此建议在工业试验中可将气化脱磷渣与新造渣剂搭配使用,在保证脱磷效果同时,减少造渣料消耗。     

含砷铁矿石烧结脱砷的试验研究

采用化学分析、XRD、高倍显微镜、EDS、XPS及原子吸收光谱分析等测试技术确定华南含砷铁矿石的理化性质,研究不同因素对华南含砷铁矿石烧结脱砷的影响并确定适宜的烧结脱砷工艺参数。结果表明:华南含砷铁矿石主要以磁铁矿和脉石为主,其中砷以FeAsS及少量As2S3形式存在,其质量分数为0.282%。华南含砷铁矿石烧结过程砷化物主要发生FeAsS的氧化和热分解反应。在弱氧化气氛条件下,华南含砷铁矿石的脱砷率随反应温度的升高、恒温时间的延长、焦粉配入量的提高而增加。反应温度1050~1100℃、恒温时间8~15 min、焦粉配入量6%为适宜的脱砷工艺参数。     

含砷烟灰脱砷现状

介绍了有色工业中含砷烟灰的主要来源及形态,综述了脱砷的两类方法——焙烧脱砷和浸出脱砷的研究现状,对比了两类方法的优缺点,得出浸出脱砷有工作环境好、适用范围广、能耗较低和技术手段丰富等优点,可实现含砷烟灰的变废为宝和综合利用。并指出含砷烟灰安全处置及综合利用的意义,以期对含砷废料的综合利用研究有所帮助。     

不锈钢喷粉吹氧法铁水脱磷工艺

为了满足生产超低磷钢的预脱磷要求,对不锈钢铁水脱磷工艺进行介绍。在45 t钢包中进行石灰喷粉+吹氧的工业试验,结果表明,在铁水脱硅期达到预期效果(铁水w([Si])≤0.1%)后,铁水脱磷期可实现平均脱磷率大于88%。根据试验数据,分别回归出脱硅期和脱磷期的脱磷率、磷分配比的计算公式。通过添加萤石能够获得较好的铁水脱磷效果,随着铁水硅含量变化,铁水温度、吨钢耗氧量、石灰消耗量、炉渣碱度的增加,铁水的脱磷率明显增加。炉渣w((TFe))的增加对铁水脱磷率的影响不显著。研究认为,目前采用的石灰喷粉+吹氧冶炼进行铁水脱磷处理是行之有效的不锈钢铁水脱磷方法。     

含制碱残渣的铁水脱磷复合剂的实验研究

研究了CaCl2、CaF2和碱度对脱磷的影响,使用制碱工业残渣配合萤石进行脱磷.结果表明:同时使用CaCl2和CaF2的脱磷效果要比单独使用其中一种助熔剂要好;使用碱渣代替CaCl2进行铁水脱磷,R=2,脱磷剂中添加质量分数为14.8 %的碱渣和5.99 %的CaF2对铁水脱磷时,脱磷率达到了86 %;含碱渣脱磷剂中添加BaCO3能显著降低熔点,提高脱磷率.     

铁水预处理脱磷剂的实验研究

在实验室的条件下,对CaO-CaF2-氧化铁为原料的铁水预处理脱磷剂进行了实验研究.研究发现预熔脱磷剂和固体合成脱磷剂均能使铁水磷质量分数降低到0.02%以下.预熔脱磷剂成渣迅速,预处理时间缩短,5 min就可将铁水中的磷降低到较低水平,且铁水温降小,脱磷效率高,将可能成为一种高效、快速、环保的脱磷剂.