钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。     

优化钒钛磁铁矿金属化球团熔分还原工艺铁回收率的研究

熔分还原金属化球团生产高钒生铁是利用钒钛磁铁矿的途径之一.钒回收率与铁回收率呈密切的正相关关系.为了提高钒回收率,通过正交试验考察了熔分还原温度、炉渣二元碱度、萤石和还原时间对铁回收率的影响,并对还原工艺条件进行了单因素优化试验.结果表明:碱度和时间对铁回收率有较为重要的影响,温度次之,萤石影响最小.铁回收率优化后的工艺条件为温度1 530℃、碱度0.8、萤石2％、还原时间40 min,在此优化条件下,渣铁分离效果好,铁回收率达到95.39％,钒回收率可达92.49％.     

铁精矿含碳球团高温还原熔分试验研究

试验以澳洲铁精矿为原料,对该矿进行XRD、SEM分析。采用含碳球团高温还原渣铁分离方法,考察配碳量和碱度两个因素对金属回收率的影响,结果表明:在含碳球团高温还原熔分试验中,还原温度和时间不构成限制环节条件下,金属回收率与最终熔分的渣熔点有很大关系,过量和不足均不利于金属回收。最终试验得出,在C/O=1.0,碱度为0.5条件下最有利于含碳球团的高温还原熔分,金属回收率达到97.36%。     

含钛铌铁精矿含碳球团熔分过程试验研究

为了实现我国白云鄂博地区含钛铌铁精矿资源的高效利用,以含钛铌铁精矿为原料,采用预还原-熔分的加热制度,研究熔分温度、熔分时间和碱度对含钛铌铁精矿含碳球团熔分行为以及渣系性质的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征含碳球团在熔分过程中的微观结构及物相变化.实验结果表明:金属化率86.31 %的预还原含钛铌铁精矿含碳球团在1 400 ℃下熔分12 min后可实现渣铁有效分离,获得珠铁和富铌渣.随碱度升高,渣的熔点升高,渣的流动性指数降低,碱度为1.0时,球团的熔分效果较优;随熔分时间增加,含钛铌铁精矿含碳球团中的Ca₂Ti₂O₆相减少,Ca（Ti_0.4Fe_0.3Nb_0.3）O₃相增加,钙钛铌共生物的尺寸增加,呈十字树枝状.      

高铝高硫低品位铁矿粉还原熔分制备珠铁

 基于转底炉珠铁工艺,以一种高铝高硫低品位铁矿粉和无烟煤为原料,在实验室条件下进行了还原熔分试验研究,考察了温度、配碳量、碱度和添加剂对高铝铁矿含碳球团还原熔分行为的影响,并分析了碱度和添加剂对珠铁中硫质量分数的影响。试验结果表明,温度为1 350～1 450 ℃时,空白球团熔分效果较差,金属铁渗碳量较低;提高配碳量,金属铁渗碳量略有增加,但熔分效果仍较差;碱度增加会促进球团还原,1 450 ℃时,碱度为0.6、0.8、1.0、1.2的球团可以实现渣铁良好分离,珠铁中硫质量分数逐渐降低,碱度为1.2时降低较明显;Na2CO3配比增加,球团熔分也会逐渐变差,1 450 ℃时球团基本均可以熔分,珠铁中的硫质量分数逐渐降低,但脱硫效果不明显;当碱度为1.2、Na2CO3配加为8%、CaF2配加为4%时,球团可以在1 450 ℃下良好熔分,脱硫效果显著,珠铁中硫质量分数为0.085%,脱硫率达到96.5%,所得珠铁基本满足炼钢要求。     

含碳球团还原熔分试验研究

以铁精粉、煤粉和石灰石为主要原料制成含碳球团,进行还原熔分试验,并对渣铁形貌和渣铁分离程度进行分析。结果表明含碳球团还原熔分试验的最优方案是:还原温度1 480℃,配煤量(按wC/wO计算)1.2,还原时间22 min,炉渣二元碱度R21.0。在最优试验方案下,得到的粒铁产品质量指标良好,渣铁分离效果最佳,渣中Fe O含量最低,铁收得率高达98.62%。     

红格矿深还原—熔分过程及钒、铬走向的研究

深还原—熔分固相还原后的金属化球团生产钒铬生铁是利用红格矿的途径之一.由于V2O5与Cr2O3的赋存、分布以及冶炼过程中的走向基本一致,综合回收利用二者可一起考虑.为了提高钒、铬回收率,实现钛和铁的有效分离,通过单因素试验考察了在氩气保护下,配料的碱度、深还原—熔分温度和配碳量对熔分过程和钒、铬走向的影响.结果表明,当熔渣碱度为1.2,配碳量为0.5%,熔分时间为15 min,熔分温度为1 610℃时,渣铁的分离效果较好,且有利于钒、铬熔于铁相.     

工艺条件对含碳球团还原熔分的影响

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,考察焙烧温度、焙烧时间、配碳量(按照C/O计算)和炉渣碱度对含碳球团还原熔分的影响。实验结果表明:渣铁分离的最低熔分温度是1 360℃,最短焙烧时间是24.5 min,最低配碳量是1.0,最佳炉渣二元碱度R为1.2。     

钒钛磁铁矿金属化球团熔分深还原试验研究

用氢气还原制得钒钛磁铁矿的金属化球团,在马弗炉内进行熔分深还原试验。通过正交试验和单因素试验研究了熔分还原温度、碱度、萤石配比和还原时间对生铁钒含量以及铁和钒的回收率的影响,发现碱度和时间为影响生铁钒含量、铁和钒回收率的主要因素,并找出熔分深还原的最优工艺条件。在此条件下,渣铁分离良好,生铁中钒的质量分数为0.59%,铁和钒的回收率分别达到了95.39%和92.49%。     

内配碳冷固球团-电炉冶炼工艺处理贫锰矿的试验研究

针对贫锰矿石,采用内配碳冷固球团-电炉冶炼工艺流程,成功制取了合格的富锰渣。还原焙烧温度1000℃,还原时间45min,原矿粒度-1mm,还原剂用量1.6%,碱度0.3,冶炼温度1410℃,冶炼时间60min,在此条件下,渣相与金相熔分较好,渣相中Mn含量为32.58%,锰的回收率为92.16%;金相中Fe含量为94.40%,铁的回收率为95.32%,并通过验证试验得到证实。     

转底炉煤基直接还原铁矾渣回收铁锌联合工艺

开发了转底炉内铁矾渣含碳球团直接还原—熔分回收铁、烟气回收次氧化锌的联合工艺,研究了工艺参数对铁矾渣中铁和锌综合回收的影响。最佳工艺条件为:碱度2.5,配碳比1.4,还原温度1 300℃,还原时间30min,金属化率达到98.47%,铁回收率为95%,在还原阶段锌的挥发率达到94%,熔分结束锌的挥发率接近100%。在最佳工艺参数下进行了Φ3.0 m转底炉中试试验,得到全铁含量44.50%,金属铁含量34.71%,金属化率78%的金属化球团,锌挥发率达到92%。     

褐铁矿直接还原熔分制备珠铁研究

采用包头地区某褐铁矿粉和无烟煤粉为主要原料配制含碳球团,通过高温直接还原熔分制备珠铁。考察了配碳量、粒度、温度、保温时间对还原和熔分的影响。试验结果表明,温度和保温时间是直接还原和融分效果的主要影响因素。球团配碳量nC/nO=1.1,褐铁矿粉和煤粉粒度为小于0.048 mm(-320目)在1 370℃保温时间为5 min,所得产物还原率高,渣铁分离效果好,并且分离的渣能够自然粉化,有利于进一步筛分得到高品质的珠铁,产品可以作为炼钢原料。     

转底炉冶炼珠铁硫、磷杂质元素控制研究

对熔分时间、温度、碱度、添加剂及配碳量对转底炉冶炼珠铁工艺中S、P杂质元素的影响进行了试验分析,结果表明,随着熔分时间增加,进入珠铁的S逐渐降低,但始终保持较高水平,P略有升高,但对珠铁质量影响不大;在保证熔分的前提下,温度对S、P影响不大;随着碱度的增加,珠铁中S、P均显著降低;单一Na_2CO_3添加剂对脱S、P作用有限,配合使用CaF_2可实现较好的S、P脱除效果;配碳量对珠铁和渣以及S在渣铁问的分配影响较小。最佳工艺参数:冶炼温度1400~1450℃,冶炼时间15~20min,碳氧比1.2,碱度1.2,并配加8%Na_2CO_3作为脱杂剂,4%CaF_2作为助熔剂。     

低配碳含碳球团组分对低温熔分性能的影响

根据低配碳直接还原—低温熔分工艺制备粒铁的技术思想,考察了渣相成分对熔分开始时间及熔分后铁收得率的影响.试验结果表明,随着CaO添加量的增加,球团熔分开始时间先减小后增加.当CaO添加量为2.0％时,熔分开始时间最短.n(C)/n(O)为0.8时,渣相熔点较低,流动性较好,有利于渣铁分离.综合考虑熔分时间、铁收得率及能耗等,实验室条件下的最佳工艺参数为n(C)/n(O) =0.8,CaO添加量为2.0％,反应时间40 min(熔分开始时间30 min+熔分时间10 min).该条件下铁收得率约为85％,铁粒中铁含量约为94％,金属化率达95％以上,可作为优质的电炉炼钢原料.     

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%。     

渣系碱度对含碳球团渣相组成和渣铁分离的影响

采用煤基直接还原熔分技术和FactSage热力学分析软件以及XRD分析手段,研究了渣系碱度wCaO/wSiO2对高铁铝土矿含碳球团渣相组成和渣铁分离效果的影响。实验结果表明,渣系碱度对含碳球团的渣系组成和渣铁分离效果有重要影响。当碱度为1.0和1.5时,粒铁尺寸最大,渣铁的分离效果最好,粒铁收得率分别为91.55%和91.86%;当碱度为0.5时,粒铁尺寸较小,渣铁分离效果较差,粒铁收得率为65.43%。当碱度为2.0时;粒铁尺寸最小,渣铁分离效果最差,粒铁收得率只有44.53%。XRD分析结果表明,当渣系碱度分别为0.5、1.0、1.5和2.0时,熔分渣的主要组成分别为α-Al2O3-CaAl2Si2O8、α-Al2O3-CaO·6Al2O3-Ca2Al2SiO7、CaO·6Al2O3-Ca2SiO4-Ca2Al2SiO7、Ca2Al2SiO7-Fe2SiO4。FeAl4O7、CaAl4O7以及金属铁在熔分渣中的含量较少。     

碳酸钙对钒钛磁铁精矿直接还原-熔分的影响

 钒钛磁铁精矿在配加石墨还原剂和碳酸钙的条件下进行预还原和熔分。试验研究了碱度（碳酸钙的加入量）以及冷却工艺对直接还原和熔分的影响。反应后的样品用XRD和化学分析法进行分析。结果表明：在低碱度范围内[(R=0～0.7)],碱度的增加有利于钒钛磁铁精矿的直接还原和熔分。熔分温度为1 600 ℃,熔分时间为20 min,试验样品在碱度为0.5时熔分状态良好,渣中几乎不带铁。空冷有利于提高渣中黑钛石的含量,但不利于镁铝尖晶石相的析出;缓冷有利于渣中镁铝尖晶石相的析出,但会使渣中黑钛石的含量有所降低。     

镍渣直接还原磁选提铁试验

 通过试验对镍渣和煤粉制备含碳球团的直接还原和磁选进行了研究,考察了不同温度、碳氧比、碱度等参数随时间的金属化率变化情况,以及不同磨矿细度下的磁选结果。结果表明：碳氧比为1.2,碱度为0.5的镍渣含碳球团,在1300℃下直接还原20min后可以获得98.34%的金属化率,在该条件下还原后所得金属化球团磨矿时间从10min增加到90min,粒度小于0.074mm所占比例从46.9%增加到95.6%,磁选后精矿TFe质量分数从78.82%降低到74.01%,而磁选产率与铁回收率则分别从51.77%和79.02%增加到70.92%和89.80%。实验室结果表明,镍渣通过含碳球团直接还原磁选的方式利用其中的铁资源在工艺上是可行的。     

钒钛磁铁矿金属化球团熔分-深还原过程热量损失以及影响钒入铁因素分析

对钒钛磁铁矿金属化球团熔分-深还原过程热量损失进行了计算,讨论了熔分温度、二元碱度、熔分渣中FeO含量、钛走向以及铁水中Si含量对钒进铁影响。结果表明:熔分过程的热量损失为6.34%左右;熔分温度为1 570℃,二元碱度为1.1~1.2,熔分渣中FeO的含量为8%~12%,合理控制配碳比以及适当的提高铁水中的Si含量,有利于熔分过程中钒进铁。     

金川镍渣直接还原磁选提铁实验研究

通过实验对镍渣和煤粉制备的含碳球团直接还原及磁选进行了研究,考察了不同温度、C/O、碱度等参数随时间的金属化率变化情况,以及不同磨矿细度下的磁选结果。结果表明:碳氧比为1.2,碱度为0.5的镍渣含碳球团,在1300℃下直接还原20min后可以获得98.34%的金属化率,在该条件下还原后所得金属化球团磨矿时间从10 min增加到90min,-200目所占比例从46.9%增加到95.6%,磁选后精矿TFe含量从78.82%降低到74.01%,而磁选产率与铁回收率则分别从51.77%和79.02%增加到70.92%和89.80%。实验室结果表明,镍渣通过含碳球团直接还原磁选的方式利用其中的铁资源在工艺上是可行的。