高铁赤泥涡流熔融还原提铁中试扩大试验

高铁赤泥中氧化铁含量在30%以上,是重要的铁资源来源。为了规模化、资源化、无害化消纳高铁赤泥,作者所在课题组在实验室进行了高铁赤泥涡流熔融还原试验,并得到了最佳工艺参数。本文在实验室研究基础上进行了中试扩大试验,采用工业试剂替代了实验室分析纯试剂,取得了较好的效果。在试验温度1 500℃、配碳比1.3、保温时间30 min、搅拌转速125 r/min、碱度1.0、氟化钙添加量为氧化钙添加量的10%的试验条件下,可回收赤泥中97.12%的铁;获得的生铁产品中磷和硫的含量低,成分满足炼钢用生铁国标L03的要求;还原渣中的主要物相为钙铝黄长石、钛酸钙和霞石,是生产水泥熟料的有效组分。该中试放大试验为工业大规模应用提供了相关数据参考,有利于实现高铁赤泥的规模化资源化利用。目前该生产采用间歇式生产模式,未来可通过设计连续式反应装置实现连续加料、连续出渣和出铁。     

熔融还原过程硅还原氧化行为

试验研究熔融还原过程条件下SiO₂还原氧化行为及对过程的影响.研究表明:喷吹煤粉燃烧温度、煤的灰份组成影响SiO₂还原过程.通过适当选择煤种和控制氧煤喷枪的喷吹位置,可以减轻SiO₂还原挥发对过程的不利影响.     

熔融还原过程中磷的行为

在熔融还原条件下进行了固体碳及碳饱和铁水还原熔渣及熔融预还原矿中P_2O_5的实验,结果表明,渣中仍有相当含量的残余P_2O_5未被还原,还原产物元素P部分逸出熔池,部分被熔铁吸收。与高炉炼铁相比,熔融还原有利于获得较低磷含量的生铁。     

硫磺还原高铁赤泥提铁

为提高高铁赤泥的综合利用率,响应国家“碳达峰”与“碳中和”的号召,提出了利用硫磺还原高铁赤泥、固相还原—磁选提铁的新方法,研究了不同的焙烧温度、配料比、焙烧时间对硫磺还原赤泥中Fe₂O₃效果的影响.利用XRD分析了焙烧产物的物相组成,采用湿法磁选机磁选分离出精矿和尾矿,并计算出精矿中铁的回收率.结果表明：在硫磺与高铁赤泥的配料比(即S与赤泥中Fe₂O₃的摩尔比)为1∶6、焙烧温度为800℃、焙烧时间为0.5 h的条件下,还原效果最佳,铁回收率高达90%.     

高铁锰矿粉熔融还原生产富锰渣新技术

富锰渣是电炉冶炼硅锰合金的原料,而高炉法是冶炼富锰渣的主要方法,但该方法存在工艺流程长,焦炭消耗量大,铅、锌等易挥发金属影响冶炼等问题。提出了高铁锰矿熔融还原冶炼富锰渣新技术,该技术具有工艺流程短,不需要消耗焦炭,铅、锌等金属可以综合回收等优点。试验研究结果表明,高铁锰矿熔融还原生产富锰渣工艺是可行的,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为20 min的条件下,渣铁可以完全分离,铁、锰回收率高。     

生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右.     

铜渣熔融还原过程中硫的行为特征

对铜渣熔融还原过程中硫的行为特征进行了研究.结果表明,熔渣碱度从0.8增至1.4,渣硫容量增大脱硫作用增强,铁水硫含量由0.6%降至0.13%;铁水脱硫为吸热反应,熔渣温度由1 773 K升至1 823 K渣脱硫能力提升,铁水含硫由0.13%降至0.089%.熔渣-铁水硫理论分配比远大于实验时间条件下硫分配比,保温时间延长铁水脱硫率提高.熔渣碱度1.4、保温温度1 823 K和保温时间40 min时,处理后铁水含硫为0.11%,含量仍较高,需进一步对铁水进行脱硫预处理才可用于炼钢.     

熔融还原的理论分析

本文对熔融还原的一些问题进行了理论分析。其中有能量平衡,包括物料平衡、热平衡二次燃烧、还有生产率及二次燃烧传热问题。最后还指出了今后在熔融还原方面的工作方向。     

预还原铬铁矿的熔融还原研究

对经过不同预还原步骤的铬铁矿，用碳使其在１５００℃和１６００℃下还原为ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２系的熔融渣。当预还原铬铁矿在≥１２００℃温度下熔融还原时，铬由Ｃｒ~（３＋）转化为易溶解的Ｃｒ~（２＋）。其原因是由于预还原阶段氧化铁的优先还原，而使氧的分解压降低。熔融还原中，经预还原的金属被溶化，并以液滴形式流出，聚集于铬铁矿粒周围，结果使铬铁矿粒的内部和表面形成许多孔隙，熔融还原率随预还原阶段的还原率的提高而升高，这不仅是因孔隙的数目增多，尺寸变大，而且还因为铬由Ｃｒ~（２＋）转化为Ｃｒ~（２＋）所致。     

铁浴式熔融还原的终还原规律研究

通过实验研究了铁浴式熔融原终还原过程渣中ＦｅＯ含量的变化规律,发现渣中ＦｅＯ含量随时间的变化是先升高而后又降低,呈明显的山峰形。ＦｅＯ含量最大的时刻即是预还原球团矿的熔化终点。由此得出了“两段式”的终还原理论,并且这一理论在热态冶炼扩大实验中亦得到验证。     

COREX熔融气化炉内硅还原反应的特点

模拟了熔融气化炉的冶炼过程，根据实验结果分析了硅的还原反应过程，得到风口区域上部铁滴吸硅不平衡和渣中氧势由（ＦｅＯ）控制及纯氧操作条件下硅含量下降等结果，并将结果与高炉硅还原反应进行了比较，得到了熔融气化炉硅还原反应特点，并证实了熔融气化炉有利于生产低硅生铁。     

熔融还原技术的研究与发展

本文介绍了近期国内外熔融还原技术的研究与发展情况。1988年8月19日南非年产0.3Mt熔融还原设备的投产,在世界上首次实现了熔融还原技术在工业上的应用,使熔融还原技术发展到了一个新的阶段。     

高铁氧化铝赤泥中铁回收技术研究

以高铁氧化铝赤泥为对象进行还原焙烧-磁选试验研究,从铁氧化物还原理论出发,分析其在还原气氛下的行为特点,重点研究了在不同种类添加剂类别及用量情况下,赤泥中铁氧化物还原效果及还原后的金属铁与其它非磁性成分分离效果。最终试验结果表明,实验条件为添加6%碳酸钠、6%硫酸钠时(还原条件:焙烧温度1 050℃、焙烧时间60 min、还原介质为褐煤),焙烧矿中铁的金属化率为90.16%,在一定条件下经磨矿磁选后铁精矿全铁品位为90.21%,铁回收率达到94.86%。     

从粉煤灰中提取氧化铝烧结过程铝硅反应行为的研究

采用X射线衍射法对粉煤灰和石灰石烧成熟料的物相组成进行了分析,对烧结过程铝和硅的反应行为进行了研究。通过在不同生料配方,不同烧结温度下熟料物相半定量分析表明,在生料配方C／A为1．9左右,温度在1320～1360℃范围内,铝硅的反应产物主要是C12A7和γ-C2S,在此条件下,熟料中的A12O3在碳酸钠溶液中能较好地溶出。在低于1260℃温度下的烧结熟料中没有C12A7生成。     

铁浴式熔融还原的终还原反应研究现状

介绍了铁浴式熔融还原终还原反应的机理,各区域的还原反应及总还原速率模型的研究情况,并阐述了终还原反应的研究现状以及存在的问题,可供有关研究了工作及生产技术人员参考。     

用熔融还原的方法从浸钒渣中提镓——碳饱和情况下熔融还原过程

用通用旋转组合设计的方法得到了浸钒渣的饱和碳的熔融还原过程中镓的还原提取率与温度，时间及ＣａＯ的加入量关系的非线性数学模型。用非线性优化的方法并综合考虑Ｆｅ＇Ｍｎ的回收，得到了最优的工艺条件及结果；用Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｋｎｕｄｓｅｎ方程推算了镓在铁液中的理论挥发量与时间的关系，与由本模型得到的关系得到的关系式是一致的。