钒钛铁精矿内配碳球团的高温快速还原

 钒钛铁精矿是一种铁、钒、钛等多元素共生的复合矿,具有很高的综合利用价值。通过采用实验室转底炉对钒钛铁精矿内配碳球团进行了高温快速还原的可行性研究,分别考察了配碳比、还原温度、添加剂、还原时间等参数对球团金属化率的影响。结果表明,配碳比（1.5：1）、还原温度（1350℃）、添加剂（2%）、还原时间（20min）时金属化率可以达到88%以上。对原料、还原样品进行x射线衍射分析表明,钒钛铁精矿粉中的磁铁矿、钛磁铁矿和钛铁矿通过还原转变为单质铁、含铁黑钛石。     

钒钛铁精矿内配碳球团转底炉试验研究

对钒钛铁精矿内配碳球团转底炉的实验室中间试验和工业试验进行了总结。中间试验利用转底炉处理钒钛铁精矿,获得了金属化率93%以上的金属化球团,为工业生产实现铁钒钛综合回收提供了依据;工业转底炉试验中,采用"全炉高温,弱还原气氛",在稳定投料生产期间,获得了金属化率平均值为78.9%,残碳平均值为7.27%的金属化球团。     

钒钛铁精矿内配碳球团高温快速直接还原历程

采用高温实验炉,在1 350℃,氮气保护气氛条件下对钒钛磁铁精矿内配碳球团进行了阶段还原试验,通过TG-DSC、XRD、SEM等检测方法对不同时间内配碳球团还原的组织成分、显微结构等进行研究.结果表明,钒钛铁精矿的还原历程依次为Fe2TiO4和Fe3O4、3(Fe3O4)·Fe2TiO4、Fe3O4·Fe2TiO4、Fe2TiO4和FeO、Fe和FeTi2O5;在磁铁矿大量还原生成浮士体的阶段,钛铁矿与新生成的浮士体发生"钛铁晶石化",最终还原转变为单质铁和含铁黑钛石.     

攀枝花钒钛磁铁矿内配碳球团矿直接还原研究

本文针对综合提取利用攀枝花红格矿中有用元素的需要,研究探讨了内配碳球团的还原规律,并探讨了有关工艺条件,如温度、配碳方式、还原剂种类及矿物仲类等对还原过程速度的影响,为综合开发攀枝花矿打下了基础。     

钒钛铁精矿内配碳球团压团工艺研究

内配碳球团性能(落下次数、抗压强度等),对于直接还原生产海绵铁时获得较高金属化率极为重要.首先初步确定每个因素的基准参数,通过改变其参数值进行一系列单因素试验,然后根据正交试验原理,设计了四因素三水平试验条件,采用769YP-60E型手动压片机对钒钛铁精矿内配碳球团压团工艺参数进行试验研究,最后运用极差分析法和方差分析法对试验数据进行处理,对影响球团性能的各因素进行显著性检验.结果表明:利用实验结果和极差分析综合比较确定了使生球落下次数较高的工艺条件分别为A282C3D2,即矿煤粒度比(200:60)、水分8%、粘结剂0.3%、压力为10 MPa;方差分析将因素水平变化所引起的结果差异与误差波动带来的试验结果间的差异区分开来,得出影响落下次数的主次因素分别B2A2D2G3,即球团水分是影响球团性能或压团工艺参数的主要因素,矿煤粒度比对球团性能有较大影响,压团压力和粘结剂浓度对各项指标的影响最小;生球团要进行干燥处理,干燥温度为105℃,干燥时间控制在2 h左右,所得球团的抗压强度为98N/个、高温爆裂性能小于20%,能满足转底炉直接还原工艺的要求.     

钒钛铁精矿含碳球团直接还原试验

采用正交试验和单因素试验考察还原温度、配碳量(nC/nO)、还原时间对某钒钛磁铁矿精矿直接还原的影响。结果表明,影响含碳球团金属化率的主次因素依次为还原温度、配碳量、还原时间。优化工艺参数为:还原时间35min、还原温度1 350℃、配碳量1.25、水分9%、成型压力12MPa、黏结剂加入量0.4%,此工艺条件下含碳球团的金属化率达91.77%,还原后球团的主要物相组成为金属铁。     

铁精矿冷固球团直接还原机理研究

本文详细地研究了铁精矿冷固球团在煤基回转窑内的还原机理。研究结果表明：“复合粘结剂”集粘结、催化和还原功能于一体，能使冷固球团矿按均质反应模型还原。因此冷固球团矿具有良好还原性和足够的机械强度，消除了低温还原粉化，是一种直接还原的新炉料。     

钒钛铁精矿内配碳球团低温焙烧特性研究

将钒钛铁精矿内配碳球团分别进行干燥、750℃和1 000℃焙烧,采用XRD、SEM/EDS、化学分析及强度测试方法,研究了球团在低温焙烧条件下的物相、微观形貌、成分及强度的变化。结果表明:钒钛铁精矿粉、煤粉、水和复合黏结剂按照质量比100∶9∶9∶1.0混合压球,干球团强度较湿球团强度有明显提高;750℃焙烧球团与干球的主要物相差别不大,但Fe3O4衍射峰强度增加,矿粉颗粒空隙增大,球团强度急剧下降;1 000℃焙烧球团主要物相为钛铁晶石(Fe2TiO4)和还原铁,球团收缩,强度增大。     

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新。气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径。以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响。结果表明:以钒钛铁精矿为原料,配加1%膨润土,在1 250℃下焙烧20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度。在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(<20%),可满足气基竖炉直接还原工艺要求。煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点,将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展。     

多层含碳球团转底炉内直接还原行为

 为明确转底炉内多层布料下球团的还原规律,采用含碳球团直接还原钒钛铁精矿,研究了还原温度和还原时间对不同层球团金属化率的影响以及铁精矿中各铁矿物的还原顺序。结果表明:多层球团的还原不同步,在上层球团还原完成并发生再氧化时,下层球团的还原仍在继续。球团的平均金属化率会随着还原温度的增加而提高,随着还原时间的延长出现先增高后降低的现象。在还原过程中存在一个获得最大金属化率的最佳还原时间（本试验为25min）。钒钛铁精矿中各铁矿物还原的难易程度按下列顺序依次增加：Fe2TiO5→Fe3O4→FeO→Fe2TiO4→FeTiO3。     

铁精矿氧化球团微波加热直接还原新方法

传统加热直接还原具有热效率低、球团"冷中心"和废热废气量大等问题,造成还原时间长、能耗高和污染大。试验利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和清洁干净等优点,以及铁矿球团和无烟煤强的吸波特性,开发了铁矿球团煤基微波竖炉直接还原这一新工艺。研究表明,铁矿球团外配煤粉在1 050℃的微波加热条件下还原焙烧65min,可以获得95.25%的金属化率,同时具有1718.88N/个的抗压强度。与常规加热相比,微波加热还原焙烧的时间可以缩短27.78%,抗压强度增加近1倍,而且还原过程产生的废热废气量很少。     

钒钛磁铁矿含碳球团的还原机制

 以转底炉工艺为基础,对不同配碳比、不同焙烧温度、不同焙烧时间条件下的金属化球团宏观形貌和内部组织结构进行分析研究。结果表明：随着还原温度的升高,Ti在球团中由集中分布到均匀分布再到集中分布,与Fe逐渐分离,而Ti与Mg的分布状态几乎相同,且V的赋存形态几乎与Ti一致。通过扫描电镜观察及分析得知,随着还原温度的升高,球团孔隙度降低,这在一定程度上影响了还原反应的继续进行。还原时间为20~40min时,Fe与Ti、V基本能够分开,Mg与Ti则基本互溶在一起,走向一致。无论在何种配碳比的条件下,球团中均出现了金属铁和(Fe,Mg)Ti2O5,而黑钛石的存在限制了金属化率的进一步升高,且当配碳比增加到1.3时,球团中出现了新相TiC0.2N0.8。     

白云鄂博铁矿球团富氢还原动力学研究

针对气固直接还原工艺中存在着气体利用率低和还原供热不足等问题,利用恒温热重分析(TG)法,研究了氢/碳比率对白云鄂博铁精矿还原速度的影响。结果表明,在还原试验开始后40 min内,还原速率随wH2/wCO比增加而增大,使得Fe2O3→Fe3O4反应时间缩短。基于气相内扩散和界面反应的球团还原速度方程均能较好地处理本研究的数据,得到了反应速度常数与wH2/wCO的关系为:k界面=-0.1975+0.3 575wH2/wCO,k扩散=0.171 01+0.269 7wH2/wCO。根据Arrhenius方程计算出界面反应和气相内扩散活化能分别为26 k J/mol和44 k J/mol,因此本研究条件下限制性环节为气体内扩散控制。     

含碳球团的还原熔分行为

通过高温电阻炉对含碳球团还原熔分的行为进行热态模拟研究,考察温度、配碳比、化学成分等因素对球团还原熔分的影响程度.结果表明,温度、配碳比和球团传热方向上的尺寸是控制球团还原熔分的关键;化学成分对还原速率影响不明显,但是通过改变渣的组成可对渣铁熔分起促进或抑制作用.     

Reduction Kinetics of Vanadium Titano-Magnetite Carbon Composite Pellets Adding Catalysts Under High Temperature

Experiments were carried out by adding CaF2 and NaF as catalysts in an Ar atmosphere to study the isothermal reduction kinetics of vanadium titano-magnetite carbon composite pellets under high temperature in the range from 1 473 to 1 673 K. The scanning electron microscope (SEM) was used to characterize the microstructure of product. By analyzing reduction mechanism, it was found that the rate controlling step was gas diffusion, and the activation energy was 178.39 kJ/mol without adding any catalysts. Adding CaF2 or NaF of 3% to vanadium titano-magnetite carbon composite pellets can decrease the apparent activation energy of reduction, and the decrease extent was 14.95 and 15.79 kJ/mol, respectively. In addition, temperature was an important factor influencing on reaction rate.     

自然碱度铁矾渣含碳球团回收铁研究

铁矾渣是湿法炼锌过程中沉铁工艺产生的固态废渣,含有一定量的Fe和其它有价金属元素。为了回收铁矾渣中的Fe,开发了铁矾渣含碳球团转底炉直接还原-熔分工艺。通过自然碱度铁矾渣配加煤粉的方式进行直接还原,研究了不同工艺参数对铁矾渣中Fe回收的影响,并进行转底炉中试试验,取得良好效果。最佳工艺条件:还原温度1 100℃,还原时间30 min,wC/wO=1.2,此条件下铁矾渣含碳球团金属化率达到90.6%。中试试验金属化率为75%,铁的综合回收率达到85%。     

Effect of CaO and CaCO3 on Reduction Rate of Iron Ore Pellets Containing Carbon

Ｔｈｅｃａｒｂｏｎｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｈａｓａｇｒｅａｔｅｆｆｅｃｔｏｎｒｅ ｄｕｃｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｉｒｏｎｏｒｅｐｅｌｌｅｔｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｃａｒｂｏｎ ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｎｅｕｔｒａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ .Ｇｅｎｅｒａｌｓｐｅａｋｉｎｇ ,ａｄｄｉｎｇａｎｙａｄｄｉｔｉｖｅｓ ,ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｍｏｔｅｃａｒｂｏｎｇａｓｉ ｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ ,ｃａｎｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｉｒｏｎｏｒｅｐｅｌｌｅｔｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｃａ…