氢氟酸解离铍矿新路线中氧化物杂质的浸出热力学

针对当前铍矿解离中存在的成本和环保等多方面压力，聚焦铍行业的基础理论，以氢氟酸为解离介质，对铍矿进行直接解离得到氟化铍。研究了在氢氟酸体系下，解离铍矿过程中不同氧化物杂质的浸出热力学，重点分析了铍矿中SiO2的选择性浸出原理。结果表明：与铍矿密切相关的多元复合氧化物及不同价态的氧化物杂质都可以和氢氟酸反应，但所需的热力学条件不同；不同的氧化物杂质和氢氟酸反应后转化为氟化物，氟化物作为反应产物，利用溶解度的差异可以进一步将其去除；SiO2是减少氢氟酸消耗的最重要环节，通过调节溶液温度、HF浓度和人为添加氟硅酸，可抑制铍矿中SiO2与氢氟酸反应。     

流化床中CO还原1～3mm铁矿粉研究

在自制的公斤级高温流化床中研究了CO还原1～3 mm矿粉的还原行为。随着时间的增加,样品的还原率增加,气体利用率却在下降,说明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,样品的还原率越大,气体的利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小。当还原温度为850℃时,前20 min的还原率为80%,气体利用率为8%左右,这说明高温下,CO还原1～3 mm铁矿粉的反应速度是很快的。温度越高,表观反应速率常数越大,而且增加的幅度也越来越大;随着气速的增加,铁矿粉的还原率增加,并且几乎成线性关系,表明高温下,使用CO气体作为还原剂时,可以允许更高的气速,从而可以提高设备的生产效率。随着料层高度的增加,金属化率与还原率不断下降,然而气体利用率却在不断升高。试验中CO还原1～3 mm铁矿粉时的表观活化能为59.11 kJ/mol。     

辉钼矿非氧化焙烧工艺的热力学分析

通过热力学研究了几种非氧化焙烧工艺处理辉钼矿的可行性工艺路线。采用高温真空分解法直接处理辉钼矿得到金属钼粉,可以直接用于炼钢,适宜的分解条件为:温度为1 700~1 900 K以及真空度小于100 Pa;气体产物硫可在392~490 K进行液化回收。选用氧化钙作固硫剂,碳作还原剂还原辉钼矿,可以得到Mo、Mo2C和CaS混合物,适宜的反应温度应控制在1 200 K以上。选用碳酸钠固硫剂,碳作还原剂还原辉钼矿,产物为Mo、Mo2C和Na2S,通过水洗可以得到纯度较高的钼粉,适宜反应温度应控制在900~1 100 K。     

氧化铁气基还原过程的气体氧化动力学

 为了研究氧化铁气基还原过程的气体氧化过程,给出了气基还原单个/单层氧化铁颗粒（球团）的气体利用率计算公式,并建立了氧化铁还原及还原气体氧化的耦合动力学模型。结合氢气还原单颗粒氧化铁以及氧化铁固定床、流化床还原试验得出,在还原分数较低时,气体利用率较高,但是随着还原分数的提高,气体利用率不断下降、还原时间明显延长。缩小颗粒粒度、提高反应速率常数（温度、优质还原剂、催化剂等）等措施有利于提高还原分数和气体利用率;单纯提高气体速度（增加气矿比）,有利于提高还原分数,但是使气体利用率降低。     

工艺参数对连续流化床内铁矿粉还原效果的影响

为了研究工艺参数对连续流化床内铁矿粉还原效果的影响规律,建立了两级连续流化床内氧化铁还原及煤气氧化耦合动力学模型.R1级流化床主要为FeO的还原,采用优质煤气作为还原剂,FeO来自R2级反应器;R2级流化床主要将Fe₂O₃还原到FeO,Fe₂O₃来自预热的R3流化床反应器,还原气来自R1还原尾气.模型主要计算结果与文献吻合.并以此为模型研究了矿粉粒度、流化床内压力等参数对流化床还原效果的影响.为了取得矿粉平均金属化率不小于85%、煤气利用率不低于38%和气矿比950~1050 m3·t-1的还原效果,流化床应满足如下工艺条件:矿粉平均粒度1.5 mm以下,流化床温度780~800℃,煤气还原势不低于93%,惰性气体体积分数小于5%,R1流化床内煤气平均压力3.5×105~4.0×105 Pa,停留时间的倒数u_g/H=1.0~1.1 s-1,R1流化床矿粉平均停留时间30 min,R2流化床矿粉平均停留时间20 min.      

氧化钼直接合金化冶炼316L不锈钢的理论分析及工业试验

 基于将氧化钼代替钼铁加入AOD炉中生产316L不锈钢的新思路,分析了AOD炉熔池中主要元素还原氧化钼的热力学和氧化钼还原机理并推导出其还原速率公式,讨论了AOD炉冶炼过程中氧化钼加入方式,介绍了将氧化钼置于AOD炉中冶炼316L不锈钢钢液的工业实践。结果表明：氧化钼在AOD中有很好的还原条件,在加入AOD炉后的半小时之内能够完全还原;氧化钼应该以复合球团（氧化钼、还原剂和抑制剂混合造球）的形式加入AOD炉中,保证冶炼正常进行的同时最大限度提高钼资源的利用效率。实际生产状况良好,达到了预期的效果。     

碳、硅铁及碳化硅对白钨矿还原动力学的影响

在实验室用15 kW碳管炉进行碳粉、硅铁粉(75％Si)、碳化硅粉对白钨矿粉(67．25％WO3)还原动力学影响的研究。结果表明,碳还原白钨矿的反应级数为二级,反应表观活化能为234．6 kJ／mol;碳在较低温度下,反应性能差,当温度达到1 400℃时,反应剧烈;随温度升高,硅铁的还原性能比较平稳,反应产生SiO₂,使渣量增加;碳化硅高温反应性能好(≥1 400℃);碳和硅铁适合较低合金化率(3％W),碳化硅适宜用于较高的合金化率(≥5％W)。     

机械活化条件下超细铁矿粉氢基还原特性及机制

摘要：通过热重法研究了不同机械活化程度的铁矿粉氢基还原特性,并分析和探讨了其还原反应机制。实验结果表明,机械活化对氢气还原铁矿粉有促进作用,机械活化时间越长,还原特征温度越低,还原反应所需的活化能也越低,但反应机制未发生变化,反应的限制性环节是其界面反应。机械活化明显影响到超细铁矿粉的逐级反应,对于未经活化的铁矿粉而言,逐级反应层次极不明显,而对于活化后铁矿粉的逐级反应层次随着活化时间的增加越发分明。     

钛煤混喷模拟试验

提出了一种钛煤混喷工艺,不同于之前局部风口喷吹的应急性护炉,而是高炉全部风口常规、同时喷吹钛煤粉。认为钛煤混喷无须专门喷吹设施,工艺简洁,具有炉缸周向防护好、高炉周向工作状态更均匀的理论优势。为验证钛煤混喷的工业可行性,在实验室内进行了钛煤流动特性、偏析分层效应、悬浮沉降特性、钛煤燃烧特性的模拟试验。结果表明,控制合适的钛煤比例和钛粉粒度,钛煤混喷具有工业应用的可行性。