钒钛磁铁矿球团膨胀特性和微区应力

用HTV型膨胀仪和X射线衍射法研究了几种攀枝花球团矿膨胀性能以及球团矿膨胀与微区应力的关系。测定了攀枝花氧化球团矿、氧化钠化球团矿和浸钒后球团矿的膨胀特性。利用X射线粉末法和衍射仪法,研究了球团矿还原膨胀与铁氧化物微区应力和晶格畸变关系。 1.球团矿膨胀性能     

钒钛磁铁矿含碳球团高温还原研究

本文通过实验,研究了钒钛磁铁矿含碳球团在高温还原过程中的还原速度及熔体膨胀高度。讨论了钒钛磁铁矿含碳球团碳含量及球团碱度对还原速度及熔体膨胀高度的影响。     

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,进行了钒钛磁铁矿含碳球团直接还原高温焙烧试验。通过XRD分析,讨论了配碳量(wC/wO)、还原温度、还原时间对球团金属化率和残碳量的影响。结果表明:随着还原温度的升高金属化率不断升高,而残碳量不断降低;在1 350℃之前,随着温度的升高,金属化率迅速升高,然后趋于平缓;当还原温度为1 350℃时,金属化率可达90%以上,随着还原时间的增加,球团的金属化率呈现先升高后降低的趋势,残碳量逐渐降低,还原时间为30 min时,球团的金属化率达到最大(91.37%);随着配碳量(wC/wO)的增加,球团还原速率加快,球团还原充分,球团的金属化率升高,当wC/wO为1.3时达到最大(94.28%)。     

钒钛磁铁矿金属化球团固结机理研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,研究了钒钛磁铁矿金属化球团的固结机理。讨论了配碳量(C/O)、还原温度、还原时间对球团金属化率和抗压强度的影响,确定了金属化球团的固结机理。研究发现:钒钛磁铁矿金属化球团的抗压强度主要与金属铁相的数量和形态以及金属化球团内孔隙的大小有关;金属化球团孔隙的大小主要取决于配碳量高低和脉石所形成的渣相对金属化球团内部孔隙的填充状态;金属铁相的数量和形态则取决于金属化球团的还原程度。随着还原温度升高和还原时间延长,金属化球团内部金属铁相密集度增加,渣相流动性改善,从而导致金属化球团孔隙减少且变小,球团强度增加。     

钒钛磁铁矿纳化球团磁铁矿化焙烧过程的研究

炼铁习惯上将铁精矿球团进行氧化焙烧。本文研究说明,钒钛磁铁矿钠化球团磁铁矿化焙烧能彻底解决钠化球团灾难性膨胀问题,解决了钒钛磁铁矿钠化球团磁铁矿化焙烧的条件,特别是脱硫问题。实验室研究表明,当用CO/CO_2=1/99～8/92混合气体使钠化球团磁铁矿化焙烧时,球团中硫顺利脱除到0.01～0.03％,脱硫率达96～99％,在φ350×6200mm回转窑扩大试验的结果,完全证实了实验室的研究结果,破除了磁铁矿化焙烧不能脱硫的观点。     

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。     

钒钛磁铁矿含碳球团的还原历程

 为实现钒钛磁铁矿资源的高效合理利用,对钒钛磁铁矿含碳球团的还原过程进行了解析,初步建立了动力学控制方程;利用差热分析方法对钒钛磁铁矿的还原熔分历程进行了分析与讨论,认为钒钛磁铁矿的还原可分为煤的氧化、钒钛磁铁矿的直接还原、借助碳的气化反应的直接还原和还原结束4个部分;以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,煤为还原剂,考察了反应时间和温度对含碳球团还原度的影响,确定固体产物层内扩散是钒钛磁铁矿含碳球团直接还原反应的控制性环节,计算出其表观活化能为112.13 kJ/mol。     

钒钛磁铁矿冷压含碳球团强度性能研究

基于转底炉直接还原工艺,以钒钛磁铁矿为原料进行压制球团工艺研究,以湿球落下强度作为考察指标,通过正交实验研究了矿粉粒度、煤粉粒度、配碳量及水分等因素对该指标的影响,并对其影响规律进行了分析。得出最佳压球工艺参数为:矿粉和煤粉中-200目比例分别占15%和65%,配碳量(C/O)为1.2,水分加入量为11%。此组合下的湿球落下强度为14.8次,完全可以满足转底炉生产要求。     

钒钛磁铁矿氧化球团固结性能强化研究

随着高炉炼铁过程中球团矿配比的提高,高炉对球团矿抗压强度的要求也越来越高。本文针对钒钛磁铁矿氧化球团抗压强度差等问题,通过实验室管炉焙烧试验查明钒钛磁铁矿氧化固结所需的工艺条件,进而在工业生产中开展强化球团固结性能的探索。研究结果表明,通过加强原料稳定控制、加强生球参数及质量控制、优化热工制度和氧化气氛等措施可强化钒钛磁铁矿氧化球团的固结性能,制备的氧化球团抗压强度达到2 028 N/P。     

钒钛磁铁矿尾矿含碳球团强度性能研究

以攀枝花钒钛磁铁矿尾矿为原料,聚乙烯醇为黏结剂,研究了粒度组成、水分含量、压力、聚乙烯醇含量、配碳量等因素对尾矿含碳球团强度的影响。研究表明:球团强度随粒度细化和水分含量提高呈先升后降,随PVA含量的增加而逐步提高;随压力升高,抗压强度呈"N"字型变化,落下强度先升后降;随配碳量的提高,抗压强度先升后降,落下强度逐渐降低。获得了制备钒钛磁铁矿尾矿含碳球团的优化工艺参数为:-75μm占40%,水分含量8%,压力8 MPa,PVA含量0.6%,配碳量15%。在此条件下制得球团的抗压强度185.4 N,落下强度42.5次,完全满足工业生产中对球团强度的要求。     

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原试验研究

基于转底炉直接还原工艺,通过正交试验,研究了配碳量、还原温度、还原时间对钒钛磁铁矿含碳球团金属化率的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明:配碳量是影响金属化率最重要的因素,还原时间次之,还原温度的影响不显著。在配碳量为1.0、还原温度为1 350℃、还原时间25 min的工艺条件下,金属化率最高为94.59%。     

钒钛磁铁矿制备镁质熔剂性球团性能研究

镁质熔剂性球团因具备良好的冶金性能,越来越受到高炉的青睐.本文通过相关球团试验,研究了不同碱度与w(MgO)对钒钛磁铁矿制备的成品球团强度、冶金性能的影响;并对成品球团的微观结构及物相组成进行分析,阐述了球团的固结机理.研究结果表明:随着碱度的增加,成品球团内部孔隙率增大,导致其抗压强度降低;而w(MgO)的增加,成品...     

钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响因素

通过单因素实验考察了还原温度、还原时间及碳氧摩尔比(n_C/n_O)对钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响,结合扫描电镜照片解释了钒钛磁铁矿的还原机理.实验结果表明,适当升高还原温度、延长还原时间及增加碳氧摩尔比均可以促进钒钛磁铁矿的还原,并且金属化率随还原温度的升高先急剧升高而后趋于平缓,随着还原时间的延长及碳氧摩尔比的增加而先升高后降低,而残碳量随着反应的进行不断降低.当还原温度为1350℃,还原时间为30 min,碳氧摩尔比为1.2时,球团的金属化率达到最大值.通过扫描电镜照片可以看出,球团在还原过程中形成了铁连晶,并且在不同的还原条件下铁连晶的大小及形态不同.     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验研究

在实验室条件下对钒钛磁铁矿金属化球团的熔分进行了研究,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的三元渣相图,并考察了熔分温度、熔分时间、球团碱度对熔分效果、铁回收率和最大粒铁质量的影响。结果表明,适当的升高熔分温度可以有效提高铁回收率和渣铁分离效果;随球团碱度的增加,铁回收率呈现先升高后降低的趋势;熔分时间超过40 min后,铁回收率出现了略微的降低。当熔分温度为1 550℃,球团碱度为1.0,熔分时间为40 min时,铁回收率达到了93.17%,最大粒铁质量达到了24.16 g,渣铁分离效果良好。     

攀枝花钒钛铁精矿球团还原膨胀试验研究

运用球团形貌在线监测试验装置监测并研究了粘结剂含量及焙烧气氛对球团还原膨胀率的影响.结果表明:在温度1 100～1200℃下,将添加了小于1.5％膨润土的攀枝花钒钛铁精矿球团进行磁化焙烧,所得球团还原时的最大线膨胀率小于5％,球团矿不粉化,利于高炉冶炼顺行.     

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%。     

钒钛磁铁矿用于球团生产的工业试用实践

现有钒钛磁铁精矿粉价格低、铁品位较低(平均55%)、TiO_2含量10%左右,具有粒度较粗、比表面积小、矿粉颗粒表面亲水性差、造球时不易成球等特点,根据存料情况,通过提高润磨预处理效果、提高生球质量、调整热态工艺控制,分3阶段进行了20 d工业试用生产。结果表明,成品球团品位明显降低(TFe为52.35%),球团SiO_2含量达到7.22%,吨球煤耗由普通球团生产时的30 kg/t升至38.82 kg/t。     

钒钛铁精矿球团还原膨胀机理的探讨

使用X射线衍射仪法及粉末法,对钒钛铁精矿球团的膨胀性能进行了研究,探讨了含碱金属及碱土金属球团的还原膨胀机理。     

钒钛磁铁矿钠化浸钒球团回转窑直接还原的研究

攀枝花钒钛磁铁矿钠化浸钒球团在还原过程中有着特殊的膨胀、破损规律。实验室研究表明,在回转窑直接还原过程中可以采用予还原—深度还原方案得以解决,并确定了合适工艺参数。在半工业试验中证明,按此方案可以获得优质金属化球团,基本上解决了球团粉化,实现了较长期的稳定运行,技术指标较好。 本文还从理论上分析了球团还原粉化、球团还原、脱硫机理以及窑衬粘结的原因等,提出了相应的改善和予防措施。     

红格含铬钒钛磁铁矿球团矿物学和等温氧化动力学

研究了红格钒钛磁铁矿(HCVTM)球团等温氧化动力学及其矿物学特征. 在不同的温度(1073~1373 K)和不同的时间(10~60 min)范围内,对HCVTM球团矿进行了等温氧化动力学实验. 首先分析了球团在不同温度和时间下的微观结构和矿物组成规律. 然后根据定义的氧化率,计算和分析了氧化率及其变化规律,以及矿相结构对氧化率的影响. 最后结合缩核模型、修正的氧化率函数和阿伦尼乌斯公式,计算了反应速度常数、修正系数和反应活化能,并判断了反应限制性环节. 研究表明:随温度的提高,低熔点液相增加,赤铁矿晶粒的生成、长大和再结晶,形成连续的黏结相,空隙数量减少. 随时间的增加,生成的液相促进了赤铁矿晶粒间的黏结和长大,但是晶粒间硅酸盐相和钙钛矿类物相恶化了球团结构. 同时,钙钛矿和铁板钛矿相生成. HCVTM球团矿空隙数量的减少和黏结相的生成,表现在氧化速率随时间增加而减慢. HCVTM球团氧化反应主要受扩散控制,球团氧化前期的反应活化能为13.74 kJ·mol^-1,氧化后期的活化能为3.58 kJ·mol^-1,氧化率函数的修正参数u₂=0.03.