改质转炉渣中MgFe2O4的形成与磁选提铁

 转炉渣中铁氧化物的回收一直是冶金领域的一个难题。通过对转炉渣进行适当地改质,将铁氧化物转变成强磁性矿物MgFe2O4再进行磁选,从而达到回收转炉渣中铁氧化物的目的。首先研究了碱度和煅烧温度对转炉合成渣中MgFe2O4形成的影响,然后对工业转炉渣进行了改质。试验方法包括XRD、SEM-EDS、Factsage热力学模拟以及化学元素分析。结果表明,试验中理想的碱度为2,理想的煅烧温度为1 250和1 300 ℃。通过向工业转炉渣加入6%的SiO2,并从1 400 ℃以1 ℃/min的速度缓慢冷却到1 270 ℃,可使改质渣中形成MgFe2O4。磁选后磁性渣中的全铁质量分数为37.00%,比工业转炉渣中的全铁质量分数提高了15.80%,同时也比未经改质直接磁选的效果要好。     

铜渣与镁渣复合改质后磁选提铁的工艺研究

将工业铜渣和工业镁渣按一定比例混合后进行复合改质,对改质后混合渣进行磁选,并通过XRD、SEM分析和热力学计算对改质前后混合渣中的物相变化特征进行研究。结果表明,复合改质能够使铜渣中弱磁性富铁相铁橄榄石向强磁性镁铁尖晶石转变,并可通过磁选进行分离。碱度的降低有利于混合渣中镁铁尖晶石形成,但不利于硅酸盐相生成。本文试验范围内碱度的最佳值为2.05,在该碱度下混合渣的磁选产率和回收率分别为65.32%和79.34%,且磁选后尾渣中硅酸盐相含量相对较多。     

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。     

高炉熔渣制备矿渣棉调质剂的研究

针对高炉渣制备矿渣棉的调质过程,研究铁尾矿、碱度、MgO和Al2O3含量对高炉渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:铁尾矿能够使高炉渣由短渣特性向长渣特性转化,黏度变化更加平稳,但铁尾矿加入量超过20%后,熔渣黏度和熔化性温度增加,不利于熔渣直接制备矿渣棉;采用化学纯试剂对高炉渣进行调质时,碱度升高使得熔渣黏度向短渣特性进一步转化,熔化性温度升高,不利于熔渣流动性的提高;随着MgO含量增加,熔渣黏度和熔化性温度均呈现先降低后增加的趋势,MgO含量在8%~10%时,熔渣流动性较好;研究中Al2O3含量相对较小,Al2O3含量变化时,熔渣黏度和熔化性温度变化较小,对熔渣流动性影响较小。     

风淬工艺对粒化不锈钢氩氧脱碳炉渣的影响

为了改善不锈钢氩氧脱碳炉渣的稳定性,采用风淬法对不锈钢氩氧脱碳炉渣进行粒化试验,研究了炉渣碱度、改质剂、温度、风速和喷吹角度对其粒化效果的影响规律。结果表明,渣粒平均粒径随着碱度的降低先减小后逐渐增大,碱度为1.8时平均粒径达到最小值4.31 mm;添加氧化硼改质后,粒化渣平均粒径随着碱度的降低与改质前变化趋势相同,但整体减小;随着熔渣温度升高,粒化渣粒平均粒径增大;随着风速增大和喷吹角度减小,粒化渣粒平均粒径逐渐减小,在21.5 m/s风速下得到最小粒径3.67 mm,当喷吹角度为25°时达到最小粒径4.28 mm。     

利用显热对熔渣进行直接改质的热平衡分析及试验验证

采用热态改质方法可直接将冶金熔渣制备成高附加值材料,从而实现熔渣的"热""渣"双利用,因此这一方法在熔渣资源化利用领域中已成为研究热点.本文选取熔融钢渣和河沙分别为典型熔渣和改质剂,模拟计算分析在1600℃熔渣内掺入改质剂的过程中改质剂掺量对改质熔渣显热的影响,并对研究结果进行工业试验验证.研究表明:随着改质剂掺入,改质熔渣显热呈现先增加后减小的趋势;随改质剂掺量由5%增加到11%时改质熔渣显热反而增加,当改质剂掺量为11%时改质熔渣显热达到最大.从熔渣显热利用和改质效果综合考虑,改质剂掺量的理论最佳区间为11%~19%.现场试验表明,掺入12%左右的河沙后,改质熔渣流动性好,冷却渣安定性等性能改善显著.      

search of stainless steel slag property and risk assessment on resource reclamation

针对不同工序不锈钢渣进行基础性能研究,应用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、固体废弃物毒性浸出方法对不锈钢渣的成分、矿物组成及元素浸出特征进行分析。研究表明,不锈钢渣中主要矿物为Ca2SiO4;其中,电炉渣碱度最低,金属含量略高;LF渣、AOD渣和转炉渣性质类似,碱度高,易粉化为较小颗粒。电炉渣中铬浸出量远远高于其它渣种,存在一定浸出风险,故考虑其资源化利用的环境安全性,此类不锈钢渣应妥善处置。     

不锈钢渣基础性能研究及资源化利用风险评价

针对不同工序不锈钢渣进行基础性能研究,应用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、固体废弃物毒性浸出方法对不锈钢渣的成分、矿物组成及元素浸出特征进行分析。研究表明,不锈钢渣中主要矿物为Ca2SiO4;其中,电炉渣碱度最低,金属含量略高;LF渣、AOD渣和转炉渣性质类似,碱度高,易粉化为较小颗粒。电炉渣中铬浸出量远远高于其它渣种,存在一定浸出风险,故考虑其资源化利用的环境安全性,此类不锈钢渣应妥善处置。     

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.     

复合渣的粘度和精炼特性的预测

借助于银的溶解工艺研究了熔渣的碱度与物化性能 (例如粘度和精炼特性 )的关系。根据渣的碱度讨论了理论评价熔渣成分的基本原则。在 Mo- B2 O3 (Mo=Ca O,Ba O,Na2 O) ,Ca O- RO(RO=B2 O3 ,Si O2 ,Al2 O3 )及 Ca O- Al2 O3 - Ca F2 渣系中 ,利用银的不同溶解度评价了碱性氧化物及与 Ca F2 和 B2 O3 有关的酸性氧化物的相对碱度。通过每种化合物的相对碱性值可以得到复合渣的综合碱度 ,并预测出熔渣的粘度和精炼特性。此外 ,可根据精炼特性的目标值确定渣系的最佳组成 ,并讨论了设计渣系的基本原理。复合渣的粘度和精炼特性的预…     

熔融改质含磷钢渣碳热还原回收有价元素试验

 针对含磷转炉渣中磷、铁及锰等有价资源回收及有价元素回收后钢渣资源化利用的问题,通过理论计算、电阻炉试验、感应炉试验等研究手段,系统分析了熔融改质后的含磷钢渣碳热还原回收有价元素的热力学条件和影响规律。研究结果表明,还原温度为1 723 K、碱度为1.0~2.0时,低碱度有利于渣中铁、磷资源的回收;当炉渣碱度为1.0时,Fe₂O₃、P₂O₅、MnO还原率分别可达到99.50%、84.47%和3.26%,渣中铁元素和磷元素收得率分别为99.50%和68.69%;当碱度为1.5时,渣中Fe₂O₃、P₂O₅还原率分别为90.45%和63.73%,与碱度为1.0时相比还原率降低;当碱度为2.0时,渣铁未实现完全分离,渣中Fe₂O₃还原率为71.43%。在感应炉内对熔融改质工业渣碳热还原试验中,在碱度为1.0时,温度为1 723 K条件下,渣中铁元素收得率可以达到99%以上,磷收得率为47.18%;通过热力学分析可以发现,FeO、P₂O₅与MnO相比更容易被碳还原,在试验过程发现,FeO及P₂O₅先还原,反应20 min后渣中MnO开始被还原,整个还原过程中渣中MnO含量略有降低;碳热还原后渣中FeO质量分数仅为0.07%,渣中P₂O₅质量分数为0.93%,MnO质量分数为2.83%;利用FactSage对比改质渣还原前后物相组成可知,还原后渣中含铁物相(Ca₃Fe₂Si₃O₁₂)物相能得到有效控制,磷酸钙质量分数明显减少,渣中橄榄石相大幅度增加,提高了钢渣的应用范围,这为含磷钢渣有价元素回收及资源化利用提供了研究基础。     

Oxidation of Fayalite in Molten Nickel Slag

This paper investigated the oxidation of fayalite (Fe2SiO4) in iron-rich nickel slag (INS) for iron recycling via an oxidation-magnetic separation method. A phase stability diagram of the FeO–SiO2–MgO–CaO–O2 system drawn by FactSage 7.1 illustrates that magnetite (Fe3O4) can be crystallized from liquid slag in an air atmosphere, but the further oxidation to Fe2O3 in molten slag was extremely hard. The mass content of divalent iron (w(Fe2+)) decreased and the ratio of trivalent iron to divalent iron (w(Fe3+)/w(Fe2+)) increased gradually with increasing oxidation time. The results show that an air flow rate of 300–500 mL/min, a basicity of 0.90–1.10, and a temperature of 1658–1728 K are conducive to the oxidation of Fe2SiO4 in INS. Fe3O4 is the main iron-bearing phase, and Fe2O3 is not observed in the X-ray diffraction (XRD) patterns. Silicates in the oxidized nickel slag (ONS) are mainly augite (Ca(Mg,Fe)Si2O6), forsterite ((Mg,Fe)2SiO4), and monticellite (CaMgSiO4), while akermanite (Ca2MgSi2O7) is observed only for a basicity up to 1.10. The oxidation kinetics of Fe2SiO4 in INS are first order with an apparent activation energy (Ea) of 315.16 kJ/mol.     

Effects of Quicklime and Iron Tailings as Modifier on Composition and Properties of Steel Slag

Steel slag had lower activity and much lower hydration rate than cement.Quicklime and iron tailings were designed as modification agent to adjust the composition and properties of high temperature steel slag.The results show that quicklime as modifier can greatly increase the content of cementitious minerals in modified steel slag and also promote the decomposition of RO phases and transformation of MgO in RO phase to f-MgO.After high temperature modification with compound modifier of quicklime and iron tailings,steel slag shows the main mineral phases of C3 S,C2F and MgFe2O4.The activity index of modified steel slag at 28 days reaches 95.5% when the steel slag is modified by 15% of the compound modifier with the ratio of quicklime to iron tailings equal to 2∶1at 1 350℃.Moreover,the sample with the modified steel slag exhibits the dense structure of hydration paste and the main hydration products of C-S-H gels and Ca(OH)2 crystals.     

Enrichment of Fe‐Containing Phases and Recovery of Iron and Its Oxides by Magnetic Separation from BOF Slags

Steel slag normally contains a large amount of iron and its oxides. Therefore, it is a potential renewable resource in case of inadequate iron ore supply. To recover the metals from steel slag, two types of BOF slags were remelted at 1873 K. The liquid slags were cooled using four types of cooling conditions, namely, water granulation, splashing, air cooling, and furnace cooling, to investigate the influence of cooling rate on mineral components, especially the enrichment behavior of Fe‐containing minerals. Subsequently, wet magnetic separation was conducted to examine the relations between iron recovery ratio and cooling conditions. The results show that the slags under the four cooling conditions mainly contained dicalcium silicate, RO phase, Fe_tO, 2CaO(Fe,Al)₂O₃, and calcium ferrite. However, tricalcium silicate, 12CaO·7Al₂O₃, M‐A spinel, and free CaO and MgO were occasionally observed. The amount of glass matrix decreased, the Fe‐containing minerals increased, and the minerals more fully crystallized when the cooling rate of the liquid slag was decreased. From granulation to furnace cooling of the slags, the iron content in the recovered concentrate and the iron recovery ratio both increased. This result is in agreement with the findings on phase transformation through SEM analysis.     

基于转底炉直接还原工艺的钒钛磁铁矿综合利用试验研究

通过大量试验研究,提出了＂钒钛磁铁矿转底炉直接还原—电炉深还原—含钒铁水提钒—含钛炉渣提钛＂工艺流程。铁、钒、钛元素回收率分别达到90.77%、43.82%和72.65%。通过试验室和工业试验研究,解决了钒钛磁铁矿直接还原金属化率低、电炉深还原钒还原率低、高硅铁水提钒、高镁铝含钛炉渣提钛等技术难题,获得了直接还原金属化率大于90%,电炉深还原钒还原率大于80%,钒渣提钒钒回收率大于65%,钛渣提钛钛回收率大于75%的良好效果,分别获得了符合电炉炼钢要求的低碳生铁、符合YB/T5304-2006要求的片状V2O5和达到PTA121质量要求的钛白产品。     

含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢的试验

 含铌铁水通过脱碳保铌探索作为合金化元素回收铁水中铌并直接冶炼为含铌微合金钢的方法。试验在真空碳管炉内进行,铁水温度为1 500 ℃,氧化剂为Fe2O3,真空度为10 Pa,分别进行有SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂、无渣真空氧化冶炼研究。结果表明：在无渣条件下,加入Fe2O3铁水中硅、铌和碳同时氧化,不能脱碳保铌;加入造渣剂时,造渣剂的碱度越低,铁水中的硅氧化量越低,碳氧化量越高,碳质量分数最低下降到0.032%,铌质量分数最低值从0.09%下降到0.082%;碱度越高,铁水中硅氧化量越高,铌的氧化量也越高;真空氧化冶炼能够促进碳氧化,减少硅的氧化,抑止铌氧化。在50 kg级真空感应电炉内成功进行了回收铁水中铌直接冶炼为含铌钢试验,为回收含铌铁水中的铌提供新方法,也为工业化直接冶炼含铌钢提供试验依据。     

Preparation of Chromium-iron Metal Powder from Chromium Slag by Reduction Roasting and Magnetic Separation

Chromium slag(CS)has become one of the most hazardous solid waste containing chromium and iron.Based on its characteristics,the technology of reduction roasting and magnetic separation was employed to treat CS.The major impurity element of CS is magnesium and it exists in magnesium ferrite phase,which is hard to recover iron in the absence of additives.During reduction roasting,additives(Al2O3and CaF2)could destroy the structure of magnesium ferrite and improve the iron grade and recovery.The final product,i.e.chromium-iron powder,contains 72.54% Fe and 13.56% Cr,with the iron recovery of 80.34% and chromium recovery of 80.70%.