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。     

高炉富氢对钒钛矿软熔滴落性能的影响

高炉富氢冶金是降低高炉能耗与碳排放重要途径,研究了富氢还原对钒钛矿软熔滴落过程的影响,并采用历程中断法分析表征了钒钛矿渣铁形成过程中的还原度与初渣渣量的变化。研究结果表明,钒钛矿的软熔收缩行为与其还原过程密切相关,富氢还原失氧率加快使钒钛矿500～900℃的还原膨胀有所加剧,温度小于1 100℃时,FeO的大量生成使钒钛矿中低温收缩变形率增加,温度为1 100℃时,H₂的还原速率是CO还原速率的8倍,逐渐增厚的铁壳及初渣熔点的升高导致钒钛矿的熔融滴落温度升高。富氢率为10%时,高炉初渣渣量由接近900 kg/t降低到460 kg/t左右,初渣渣量减少将近1/2,接近终渣渣量,这将使煤气阻力损失明显降低,大大改善高炉软熔滴落带的透气性。同时富氢还原减少了高温条件下钒钛矿中FeO与钛铁矿FeTiO₃、钛铁晶石Fe₂TiO₄等含钛矿物的相互结合与耦合反应,促进了软熔带渣铁的分离,有效减少了炉腹泛液现象。冶炼钒钛矿高炉富氢后软熔带位置下移、厚度减薄,尤其是透气性最差的熔融区间变窄、透气性增加,这表明冶炼钒钛...     

钒钛磁铁矿综合利用现状及工业化发展方向

对钒钛磁铁矿综合利用的工艺进行简单探讨,钒钛磁铁矿综合利用的关键就是对钒钛磁铁精矿中钛的回收利用,提高钛的回收率。而钒钛磁铁精矿综合利用工艺中只有高炉法和预还原-电炉法实现了工业化应用,其他方法因为这样那样的缺点而没有实现工业化应用,通过对比,认为气基竖炉预还原-电炉深还原是综合利用钒钛磁铁矿并实现工业化的发展方向。     

钒钛磁铁矿冶炼过程CO_2排放分析研究

针对攀钢资源综合利用中试线工艺情况,计算了转底炉—熔分电炉流程处理钒钛磁铁矿的CO2排放量。此外,从能耗角度计算了攀钢高炉流程冶炼钒钛磁铁矿的CO2排放量。结果表明,直接还原中试线转底炉—熔分电炉流程吨铁的CO2排放量为1 427.3kg,攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿吨铁的CO2排放量为1 508.7kg。     

钒钛磁铁矿二步法熔融还原试验研究

与传统高炉流程冶炼钒钛磁铁矿相比,采用二步法熔融还原工艺有利于回收钒钛磁铁矿中的铁、钒和钛等有价元素。本研究分别在990℃、1200℃、1500℃下进行气体预还原、配碳预还原和熔融还原试验,结果表明：熔融还原的渣铁分离效果良好且铁损较低,铁水钒含量高于高炉流程铁水,钛渣品位可以达到或超过理论品位。攀枝花精矿二步法熔融还原适宜预氧化后采用固体碳预还原,其还原温度应等于或高于1200℃;熔态终还原时可不配碳,终还原应控制钛还原度、（FeO）含量在适宜的范围内。     

高炉护炉用钛矿的还原和软熔性能

摘要：为探究高炉护炉用钛矿的还原软熔性能,利用高温激光共焦显微镜对预还原钛矿的熔化过程进行观察,并对不同钛矿的还原和软熔性能进行了对比分析。结果表明,3种护炉用钛矿的微观结构和物相组成的差异造成了其还原性能和软熔性能的差别。低钛型钛矿相比高钛型钛矿有更好的还原性和软熔性能。综合考虑3种高炉护炉料的还原性和软熔性能,认为使用球团矿P-B护炉对高炉的稳定最为有利。     

钒钛专利

正专利名称:气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺专利申请号:201310216599.8专利公开号:CN103255255A申请日:2013-06-03公开日:2013-08-21申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司本发明公开了一种气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺,包括以下步骤:a.制成品球团;b.将成品钒钛矿球团作为原料装入直接还原竖炉内,并向竖炉内通入还原气,还原球团矿得到热态直接还原铁;c.将热态直接还原铁热送至熔分电炉     

钒钛磁铁矿直接还原技术研究进展

钒钛磁铁矿是一种含钒、钛、铁和其它有价元素如钪、铬、钴、铜、镍等多种元素共生的复合矿,因而具有很高的利用价值,目前主要采用高炉-转炉法冶炼钒钛磁铁矿,但该流程存在着诸多弊端,基于此背景,本文绍当前几种典型直接还原技术,将先提铁的工艺分为:直接还原-电炉法和直接还原-磁选法,将先提机的工艺分为钒钛磁铁矿精矿钠化焙烧-水浸提钒和钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧-酸浸提钒。综述了当前几种典型直接还原技术的研究现状,为今后钒钛磁铁矿资源综合利用提供参考。同时,通过对比和分析不同直接还原技术的应用现状和特点,发现竖炉-电炉法具有良好的应用前景,是未来钒钛磁铁矿资源综合利用的发展方向。     

钒钛磁铁矿非高炉冶炼工艺技术探讨

对国内外钒钛资源利用现状进行了分析，分别讨论了钒钛磁铁矿高炉冶炼工艺技术以及钒钛磁铁矿非高炉冶炼技术的发展现状与冶炼效果，并探讨了高炉与非高炉冶炼钒钛磁铁矿工艺技术存在的问题。高炉通过喷吹焦炉煤气、氧气高炉等技术，可以有效降低冶炼过程碳排放，减少冶炼过程碳耗，但存在着操作难度大、无法完全替代冶金焦等问题；非高炉冶炼工艺包括转底炉直接还原—电炉冶炼、气基竖炉直接还原-电炉、COREX熔融还原以及HIsmelt熔融还原等工艺路线，能进一步降低碳排放，并大幅减少冶金焦的使用，但是，依然存在V、Ti收得率不高、顶煤气利用效率低等缺点。基于以上研究，结合西昌钢钒的原燃料质量特点、区域资源分布、自身工艺操作及设备条件等，提出了Pangang Low Carbon smelt工艺(PLCsmelt)。PLCsmelt是一种与传统高炉生产同质铁水、综合减碳降本的复合工艺，其减碳潜力约30%～50%,降本潜力较大，可为钒钛磁铁矿非高炉冶炼提供新思路。     

承钢高炉块状带钒氧化物还原机理研究

对于以钒钛磁铁矿为主要原料的高炉,研究钒在高炉中的行为规律具有重大意义。通过理论分析和模拟试验研究,探索钒在高炉块状带的还原机理。热力学计算表明,钒和铁可以无限互溶;随着铁相的出现,钒氧化物还原的热力学条件将大大改善。经过对承钢钒钛烧结矿的XPS和XRD检测证实:承钢钒钛烧结矿中钒的价态表现为+5价,承钢烧结矿以钛磁铁矿、钛赤铁矿为主,V、Ti固溶于钛磁铁矿中。通过对V_2O_3纯试剂、Fe_2O_3和V_2O_3的1∶1混合试剂及承钢钒钛烧结矿的还原试验研究,结果表明,在1 000℃范围内CO不能还原V_2O_3纯试剂,在高炉块状带间接还原中钒的氧化物不能被还原出单质钒。     

Development of Intensified Technologies of Vanadium-Bearing Titanomagnetite Smelting

It was very difficult for the smelting of vanadium-bearing titanomagnetite by blast furnace because the content of TiO2 of blast furnace slag could amount to 20%-25%.After long term development and continuous improvement,special intensified smelting technologies for vanadium-bearing titanomagnetite by blast furnace were obtained and improved gradually.With the improvement of beneficiated material level and equipment level,smelting intensity has been increased gradually and the highest comprehensive smelting...     

钒钛磁铁矿碳热钠化还原工艺

 为了降低钒钛磁铁矿的还原和熔分温度,提高钛与钒的回收率,采取碳热钠化还原法处理钒钛磁铁矿,研究了钠化剂对钒钛磁铁矿还原以及熔分后钛、钒分布的影响。结果表明,钠化剂能显著改善钒钛磁铁矿的还原性以及磁选和熔分效果,钠化比为1.2时,1 100 ℃还原60 min即可达到90%以上的金属化率,磁选后铁的收得率达到92%以上,铁品位接近80%。1 450 ℃以上的温度熔分后,铁的收得率高于95%,钒在铁水中的分配比为91%,熔分渣水洗后[w(TiO2)]达到56%。     

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。     

含钛高炉渣制备富钛料的研究

攀枝花地区钒钛磁铁精矿经直接炼铁后,其中的钛几乎全部进入渣中,形成了TiO2含量达48．01％的高炉渣,高炉渣中的Ti02在直接炼铁过程中与MgO和Fe2O3等其它氧化物结合形成了复杂的钛酸盐化合物,常规酸浸法除杂效果不理想。实验采用加碱焙烧后,5％盐酸浸出的工艺制备富钛料,通过研究焙烧温度和碱添加比对浸出除杂的影响,实验结果表明高炉渣按50％的碱渣比和1000℃条件下焙烧后浸出,浸出渣中TiO2品位达75．65％且大多留存在渣中。该工艺具有渣处理成本低、产生的废酸量少等突出优点,是综合利用含钛高炉渣的一个可行途径。     

高炉灰为还原剂对海滨钛磁铁矿直接还原焙烧磁选--钛铁分离的影响

对高炉灰在直接还原焙烧-弱磁选工艺中用作印尼某海滨钛磁铁矿还原剂的可行性及其机理进行研究.结果表明,以萤石为添加剂的条件下,高炉灰可代替煤做还原剂,通过高炉灰与萤石的共同作用,可以在直接还原过程中提高还原铁粉中铁的回收率及品位并降低TiO₂质量分数,同时回收高炉灰中铁.三种不同产地高炉灰还原效果的比较表明,高炉灰性质对还原效果有影响.在相同用量条件下,津鑫高炉灰(JX)还原效果最好;在JX高炉灰用量30%、萤石用量10%、焙烧温度1250℃以及焙烧时间为60 min时,焙烧产物通过两段磨矿和两段磁选,最终得到最佳的还原铁粉中铁品位为91.28%,TiO₂质量分数降至0.93%,包括海滨砂矿和高炉灰中铁的铁总回收率达到89.19%.      

以煤泥为还原剂海滨钛磁铁矿直接还原焙烧反应历程

研究以煤泥为还原剂,印尼某海滨钛磁铁矿在直接还原焙烧过程中,不同焙烧温度下矿物组成变化规律.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,随着焙烧温度的升高,钛磁铁矿逐渐被还原.其中铁矿物经过浮士体(FeO),最终被还原成金属铁;而钛则经过钛尖晶石最终生成钛铁矿和少部分的铁板钛矿.在整个直接还原焙烧过程中,金属铁颗粒在1100℃左右生成,然后不断长大,在1250℃时金属铁颗粒明显增多,在之后的保温过程中,金属铁颗粒不断长大,并在此过程中将金属铁从中分离出来.      

钒钛磁铁矿深度直接还原熔分提铁

以热力学分析为基础,采用直接还原熔分工艺对国外某钒钛磁铁矿进行了研究.利用 Factsage 软件计算了不同添加剂配比下的渣相四元相图,并进行直接还原试验,研究了 SiO2和 CaO 加入量对还原反应的影响以及CaF2的加入量对铁品位和回收率的影响.结果表明：在还原温度1380℃,还原时间30 min,SiO2的质量分数为7.0％,CaO的质量分数为3.5％,CaF2的质量分数为1.4％,煤粉加入质量分数为17.4％的实验条件下,还原后金属相中铁品位在95.0％以上,铁回收率97.0％以上.     

铁焦制备与高炉应用的研究进展

 钢铁工业长期面临着资源短缺和环境污染的的发展现状,实现节能减排和绿色冶金是钢铁工业实现可持续发展的重点。而高炉炼铁是钢铁工业节能减排的关键,急需研发低碳高炉炼铁新技术。复合铁焦是实现低碳高炉炼铁的一种新型碳铁复合炉料。高炉使用铁焦后可降低热储备区温度,提高冶炼效率,降低焦比,从而实现CO₂减排。综述了国内外铁焦制备与应用的研究进展,主要包括铁焦的制备工艺和高炉应用。归纳了各种铁焦制备工艺的特点。同时提出并研究了矿煤压块-竖炉炭化-高炉应用的冷压型铁焦制备与应用新技术。重点进行了冷压型铁焦的制备及冶金性能优化、高炉应用冷压型铁焦等试验研究。冷压型铁焦制备适宜的工艺条件为,质量分数为30%铁矿粉、45%烟煤1、10%烟煤2、10%烟煤3、5%无烟煤、5%沥青类黏结剂B混合加热至60 ℃,并进行冷压成型;成型压块再经竖炉1 000 ℃炭化4 h;获得抗压强度3 977 N、I型转鼓强度77.7%、反应性69.7%、反应后强(固定气化溶损量20%)42%的优质铁焦。高炉综合炉料中添加质量分数20%~30%冷压型铁焦,综合炉料熔滴性能明显改善。以上研究为铁焦实现工业化生产与低碳高炉炼铁应用提供了参考。     

直接还原铁生产技术的现状及展望

 分析了世界及中国直接还原铁的技术现状。直接还原工艺可以摆脱焦煤资源短缺的束缚,降低CO2排放,促进资源综合利用,且高品质的直接还原铁是生产洁净钢不可缺少的原材料,是钢铁工业发展不可缺少的组成部分。随着铁矿精选技术、煤制气技术的成熟,从及气基竖炉生产规模的不断增大,煤制气→竖炉将成为中国主要的直接还原生产工艺。高温高料层PSH工艺应当具有良好的应用前景。回转窑、隧道窑等工艺在特定地区可适当发展,但不会成为直接还原铁生产的主流。