提钒尾渣含碳球团电弧炉熔融还原热力学分析与试验

对提钒尾渣中钒、铬氧化物碳热还原热力学进行分析计算,结果表明,钒氧化物的还原顺序为:V2O5→VO2→V2O3→VO→VC→[V],铬氧化物的还原顺序为:Cr O3→Cr O2→Cr2O3→Cr4C→[Cr]。采用50 k VA电弧炉进行提钒尾渣含碳球团进行熔融还原,考察了配碳量和碱度对钒铬在渣铁间的分配比和铁、钒、铬回收率的影响。试验结果表明:随着配碳量的增加,钒、铬在渣铁间分配比增加,铁、钒、铬的回收率下降;随着碱度的增加,钒、铬在渣铁间分配比下降,铁、钒、铬回收率升高;提钒尾渣电弧炉熔融还原较适宜的配碳量为12%~14%,较适宜的碱度为1.0~1.1,在此条件下,铁、钒、铬的回收率可达90%以上。     

提钒尾渣煤基回转窑法钙化还原脱钠研究

针对提钒尾渣中钠含量高,导致难以返回烧结-高炉流程进行回收利用的问题,提出基于煤基回转窑还原的提钒尾渣钙化还原脱钠技术路线,并在?1 m×10 m回转窑中试线进行半工业试验,主要研究了高温段还原温度、白灰配比、入窑吨球焦粉配比、高温还原时间对提钒尾渣脱钠的影响规律,同时对脱钠后球团性能和回转窑结窑情况进行分析。结果表明,在高温段温度为1 100～1 160℃,高温段时间为1.8～2 h,入窑吨球焦粉配比为800～1 000 kg,白灰配比为32.5%～41%的条件下,提钒尾渣脱钠率可达到80%以上,吨球焦粉实际消耗量为359 kg。窑内结块物主要由提钒尾渣球团粉末和焦粉灰分粉末组成,结块物呈疏松多孔状,由细颗粒相互粘结构成,窑转动过程会自动掉落,无明显结窑现象。     

钙法提钒尾渣的绿色资源化利用

以钙法提钒尾渣为研究对象,通过对尾渣成分、物相和主要元素赋存状态的分析,在结合前人研究的基础上,提出了钙法提钒尾渣通过物理法和火法冶金分离技术制取含钒铁合金及含钛炉渣的综合利用途径。研究表明：提钒尾渣经摇床脱硫处理后,分离出石膏渣和含钒富铁料,石膏渣供水泥厂使用,含钒富铁料配加一定比例的还原剂、粘接剂成球后,在矿热炉进行熔分还原冶炼,可获得钒含量3%左右的含钒铁合金及TiO₂含量36%左右的还原渣,含钒铁合金可用于含钒钢水合金化;还原渣可用于高钛渣冶炼。能实现钙法提钒尾渣中的有价元素铁、钒、钛等有效提取与回收以及减轻环保压力。     

提钒尾渣高温改性试验研究

借助XRD和SEM,对改性前后的提钒尾渣进行工艺矿物学研究,特别是铁、钒的矿物学特征对还原效果的影响及规律。系统研究了配碳量、还原温度、还原时间对还原效果的影响,结果表明:在配碳量25%、还原温度1 150℃、还原时间2 h的较佳工艺条件下,铁的金属化率达到91.86%,为下一步的电炉熔分奠定了基础。     

提钒尾渣资源化利用技术

介绍了提钒尾渣的物理性能,开发了提钒尾渣配矿烧结-高炉炼铁技术、提钒尾渣高效提钒-尾渣脱钠-富铁尾渣高炉炼铁技术、提钒尾渣的高值化利用技术。通过添加适量提钒尾渣替代低钒铁精粉,可以改善烧结矿质量,回收利用了提钒尾渣的有价金属元素;利用碱性介质分解提钒尾渣,并对富铁尾渣进行脱钠处理,可实现钒的高效回收、铁组分的富集,使终渣Na_2O含量低于2%,富铁尾渣配矿用于配矿炼铁。继续推动提钒尾渣在钒钛黑瓷和太阳能集热板领域的应用,实现提钒尾渣大规模、清洁化增值利用。     

浇注法制备提钒尾渣多孔陶瓷试验研究

以提钒尾渣为主要原料,通过添加结合剂、粘土、减水剂和造孔剂,采用注浆成型工艺制备提钒尾渣多孔陶瓷,该多孔陶瓷可用于化工过滤、窑炉保温和建筑装饰等行业,可以大大提高提钒尾渣的利用率和附加值。通过条件试验较系统研究了煅烧温度、结合剂配入量、高温点保温时间、粘土配入量、造孔剂配入量对提钒尾渣多孔陶瓷性能影响。条件试验表明:结合剂选择铝酸盐水泥,配入量选择6%左右;煅烧温度选择1 050℃左右;保温时间选择4~6 h;粘土的配入量选择10%左右,造孔剂的配入量选择100 m L左右(每150 g原料),可制备符合要求的提钒尾渣多孔陶瓷。     

钒渣去钠提铁基础性能实验研究

国内某钢厂提钒尾渣中TFe高达24．44％,如何采取有效措施提取钒尾渣中Fe,实现资源的循环利用是钢厂重点攻关的课题。以提钒尾渣为研究对象,通过对提钒尾渣成分化学分析及矿相组成分析,设计配碳、CaCl 2焙烧-磁选实验及熔分实验,实现铁元素的富集。实验结果表明,熔分实验可以最大程度地实现去钠提铁,实现钢厂废弃物的有效循环利用,本研究的产业化推广将产生巨大的经济效益。     

攀西地区钒钛铁精矿球团制备工艺及应用

主要介绍了攀西地区钒钛铁精矿酸性氧化球团与内配碳球团的制备工艺与应用。指出链箅机-回转窑球团工艺更适合酸性氧化球团制备,内配碳球团使用压力成型造球。在球团制备过程中,需要综合考虑球团的物理性能与冶金性能进行研究,优化工艺参数,提质降耗。目前,气基竖炉还原和煤基直接还原具有节能环保、产品优质等特点,将会是以后的发展方向,原料的球团制备技术是其关键技术之一。     

含锌铅粉尘金属化球团的固结机理

对含锌铅钢铁厂粉尘配碳球团,经还原焙烧后得到的高炉用金属化球团的固结机理进行了研究。结果表明:金属化球团的强度由金属铁相的数量和形态以及球团内孔隙的大小共同决定。球团孔隙的大小取决于脉石所形成的渣相的流动性和渣对孔隙的充填状态:铁相的数量及形态则取决于球团的还原程度。     

提钒尾渣脱钠技术研究

提钒尾渣含铁、钒等有价元素,但因钠含量高,返高炉炼铁会带来潜在风险。为解决上述问题,分别研究了提钒尾渣湿法脱钠技术,还原焙烧—磁选分离技术及钠化还原—浸出—磁选分离技术。结果表明,采用氧化钙作为脱钠剂加压浸出,提钒尾渣脱钠率可达到80.5%;提钒尾渣800℃还原后,其中铁还原为磁铁矿,但结晶粒度小,磁选分离效果差,提高还原温度至1 200℃,铁继续还原为金属铁,并聚集长大,分离效果良好;提钒尾渣同时添加钠盐、煤粉还原可实现钒和铁的同时转化,再通过浸出、磁选可实现三者有效分离,其中钠盐可用钙盐部分替代。     

内配碳铁铌共生矿冷固结球团强度实验研究

采用聚乙烯醇为粘结剂,对内配碳铁铌共生矿冷固结球团强度进行了研究,分别考察了球团碳氧比、成形压力、粘结剂浓度及烘干温度对干湿球强度的影响.结果表明,在碳氧比1.0、成形压力15 MPa、粘结剂浓度3.0％及烘干温度100℃条件制备球团,得到的干湿球强度均最大.     

含碳球团冷固结成形的正交回归试验研究

 通过正交试验研究了用铁矿石和煤粉制造冷固结含碳球团的影响因素。考察了粘结剂的加入量、水含量、压球机的压力、压球机进料速度、压球速度、烘干温度和烘干时间对球团抗压强度的影响。结果表明：粘结剂加入量、烘干时间与水含量对球团的抗压强度影响最大,并进一步通过回归试验获得了这3个影响因素与球团抗压强度之间的回归方程。经验证,方程在一定范围内与试验结果符合较好。试验过程中获得的铁矿石冷固结含碳球团的最大抗压强度为25167N。     

铁铌共生矿冷固结含碳球团成型工艺研究

以白云鄂博铁铌共生矿为原料,采用糖浆作为粘结剂,通过压制成型的方法进行了铁铌共生矿含碳球团研究,并探讨了各种因素对球团强度的影响。得出的最佳工艺条件是:碳氧比为1.0、成型压力为15 MPa、糖浆浓度为3.0%及100℃烘干。在此条件下,干、湿球抗压强度分别为37 N/P和25.6 N/P,落下强度分别为3.8次/P和14次/P,基本满足转底炉直接还原工艺对球团强度的要求。     

Effects of Temperature and Atmosphere on Pellets Reduction Swelling Index

 After taking into account the conditions of the domestic iron resources and the non-coking coal resources, the process of coal gasification-shaft furnace is an effective way to develop direct reduction iron in China. The following tasks are very critical to choose suitable process of shaft furnace and gasification, including the production of oxidized pellets with excellent comprehensive properties as well as the study of the reaction behavior and mechanism of swelling. The results showed that the oxidized pellets of using domestic magnetic iron concentrate as raw materials have favorable comprehensive properties, including higher mechanical strength both before and after reduction, faster reduction rate and lower reduction swelling index (RSI). All of these properties can meet the shaft furnace yielding requirement. When the temperature was below 1223 K, the pellets′ RSI was lower than 20%. With increasing of the content of H2 in atmosphere, the pellets reaction rate accelerated, crushing strength enhanced and RSI decreased. The RSI dropped to 10.26% at 1323 K in 100% H2 atmosphere, and it is up to 39.88% in 100% CO atmosphere. The iron grains mainly presented in platelike when pellets were reduced by H2, however, in CO atmosphere the iron grains were precipitated in flocculent. The whisker shape of iron grains and heating effects of reduction reaction are the major factors leading to the poor pellets strength and increase of RSI. Appropriately controlling the temperature and increasing the ratio of H2 to CO in atmosphere are good for dropping the RSI.     

钛精矿回转窑直接还原过程结圈可能性的探讨

通过煤种，入窑球冷态强度和还原过程强度，以及钛精矿与煤灰混合物的软化温度等分析探讨了钛精矿预热球团回转窑直接还原产生结圈的可能性，获得了可以避免结圈的结论。     

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。     

Biomass reducing agent utilisation in rotary hearth furnace process for DRI production

Abstract

This study aims to provide a theoretical and technical basis for utilisation of biomass (bamboo char, charcoal and straw fibre) in the rotary hearth furnace process to produce direct reduced iron. Each biomass material has strengths and weaknesses. The bamboo char pellets possess high fixed carbon content, but the lower strength and the expansion rate of pellets make it difficult to reach production requirements. Although the charcoal based pellets are similar to coal based pellets, their strength is the lowest of these reducing agents. The straw fibre based pellets possess high strength and large volume shrinkage, but the low fixed carbon content results in low productivity. Using biomass in a combination of these alternatives can enable coal to be replaced and produce pellets with a higher metallization than with coal.     

高压辊磨机边料循环工艺在球团生产中的应用

采用边料循环工艺并结合三钢带式焙烧机生产实践,对高压辊磨机预处理铁精矿进行研究。结果表明,增加高压辊磨边料循环比例,铁精矿的比表面积得到了明显提高,成球性能显著改善。在造球水分为8%的条件下,边料循环50%的铁精矿比表面积、所制备生球以及焙烧球团矿各指标与同配比未经高压辊磨处理的铁精矿相比均有明显提高,铁精矿比表面积增加到1 650 cm2/g,生球落下强度达10 次/(0.5 m),返球率降至15%,成品球团矿抗压强度达到2 678 N,膨润土配比减少1.1 %,满足企业生产要求的同时,实现节能降耗的目的。     

球团配煤试验研究

以铁矿球团为研究对象,根据成球理论,在实验室进行了球团配煤的试验研究.结果表明：添加适量固体燃料可以提高球团矿强度,降低焙烧燃耗,同时改善球团矿的冶金性能；混合料中配加一定比例的煤,生球的落下强度有所提高,但是抗压强度随着配煤量的增加略有降低,而爆裂温度则变化不明显；当配煤量为2.0％（质量分数）时,生球指标达到了质量要求；配煤量对焙烧球强度的影响比较显著,配加2.0％（质量分数）的煤使焙烧温度降低了40℃,焙烧时间缩短了3 min,效果显著.     

直接还原造球优化试验研究

采用正交试验和单因素试验研究粘结剂、粘结剂用量、成型压力、水分加入量等因素对钒钛磁铁矿球团生球性能的影响,得到优化的各因素工艺参数,确定最佳的造球方案。结果表明:有机粘结剂J对生球强度影响最大,有机粘结剂H次之,无机粘结剂P最小;在铁精矿球团中添加有机粘结剂J时,在粘结剂用量2.5%~3.0%、成型压力15~17.5 MPa、造球水分4%~5%的条件下,可以得到质量较好的生球。