唐钢高炉粉尘提取铁、锌的实验室研究

对唐钢高炉粉尘进行基础特性研究,包括XRF分析、化学成分分析、粒度分布、XRD（X-ray dif-fraction）检测.探讨了还原温度（910℃和980℃）以及还原时间（2h和4h）对高炉粉尘金属化率和脱锌率的影响.实验结果及分析表明,该实验条件下的最佳工况为：还原温度980℃,还原时间4h,相应的高炉粉尘还原状况较好,其中,瓦斯灰的平均金属化率为92.07％,平均脱锌率为94.04％;瓦斯泥平均金属化率为87.39％,平均脱锌率为94.90％.     

高炉粉尘还原提锌的热力学分析与试验研究

为充分利用高炉粉尘中的Fe、C等有价资源,对高炉粉尘还原提锌过程进行了热力学计算与分析,并以烧结除尘灰、高炉重力灰和高炉布袋灰为主要原料进行还原提锌试验。结果表明,随还原温度的升高或配碳量的增加,球团的金属化率和脱锌率均呈现增加的趋势。为得到最佳的金属化率、脱锌率,应控制球团的还原温度为1 200℃、碳氧摩尔比为1.40。     

高炉含锌粉尘的脱锌处理

通过能谱、差热及热重分析等验证了用还原焙烧的方法脱除高炉含锌粉尘中锌的可行性.用正交试验设计方法得到了最佳工艺条件:焙烧温度1 200℃,焙烧时间35 min,煤粉的添加量为10%.脱锌率可达到99.76%.     

含锌除尘灰锌铁分离研究

摘要：含锌除尘灰是钢铁厂重要的固体废弃物,属于危废,为了探索妥善解决该种危废的方法,模拟回转窑工艺对国内某钢厂含锌除尘灰进行焙烧 磁选锌铁分离研究,研究不同焙烧温度、时间以及不同内配C含量对焙烧矿金属化率、脱锌率以及对磁选后精矿铁品位、Fe回收率的影响。结果表明,在C质量分数为12%、焙烧温度1100℃、焙烧时间60min的条件下,得到铁品位53.45%、金属化率91.95%、脱锌率99.05%的焙烧物料,挥发物中ZnO质量分数高达95.04%。焙烧物料经过磨矿磁选后可得到铁品位91.30%,Fe回收率82.37%的金属铁粉。     

转底炉处理冶金粉尘工艺的锌钾钠脱除及烟气形成

转底炉直接还原处理钢铁厂冶金粉尘过程中,Zn、K、Na等元素的脱除及烟气形成过程对转底炉工艺实施效果影响很大.采用高温管式炉模拟转底炉工艺条件,用钢铁厂含锌粉尘制成内配碳球团,进行直接还原实验研究,并收集实验过程产生的烟气和二次粉尘,对烟气中的气体成分以及烟气中的二次粉尘进行化学成分、微观结构以及物相组成分析.研究证明:Zn的脱除率可以达到98%,K、Na、Pb的脱除率分别达到80%、88%和85%;烟气中N2、CO、CO2的体积分数分别为71.4%、14.5%和14.1%;烟气中二次粉尘主要物相为ZnO、KCl、Zn5(OH)8CI2H2O、PbO和NaCl,二次粉尘中ZnO含量高达80%,可作为二次锌资源加以利用.在此基础上分析了转底炉直接还原过程中Zn、Ph、K、Na脱除和烟气形成机理.     

铜渣与高炉灰共还原—磁选回收铁试验

以铁品位35.59%的山东某地的铜渣和山东、甘肃两地的四种高炉灰为原料,进行共还原—磁选回收铁工艺试验,研究了高炉灰作为共还原—磁选工艺还原剂的可行性。结果表明,焙烧体系中仅加入高炉灰时,铜渣与高炉灰共还原—磁选所得还原铁指标均较差;当加入氟化钙时,还原铁中铁品位和铁回收率均大于90%,指标较好,实现了铜渣与高炉灰中铁资源的高效回收。高炉灰种类及用量、氟化钙用量、还原温度、还原时间及磨选条件均对还原铁指标有影响,在铜渣∶G1∶氟化钙质量比为100∶30∶15、共还原温度1250℃、共还原时间60 min的条件下焙烧,然后在磨矿细度-74μm占51.87%、磁场强度80 kA/m条件下磁选,可获得铁品位和铁回收率分别为92.06%和92.65%的直接还原铁。该工艺可以为铜渣和高炉灰的综合利用提供参考。     

铁酸锌气体还原的热力学分析

根据热力学原理,计算并分析了含锌冶金粉尘中的重要成分ZnFe₂O₄在CO-CO₂气体还原过程中的热力学行为.ZnFe₂O₄的气体还原遵循逐级还原规律,且ZnFe₂O₄很容易被CO还原到ZnO和Fe₃O₄.较高温度条件下,Zn O的气体还原易于Fe O的还原.随着反应温度升高,锌完全反应和挥发所需要的CO含量不断降低,当反应温度从1100 K升高到1400 K时所需的CO体积分数由0.4降低到0.01以下.要达到还原分离金属锌的目的,不必将铁氧化物还原到金属铁,而只需将铁氧化物还原到Fe₃O₄或FeO,同时满足锌的还原条件即可.在高炉炉身中上部,由于发生锌的还原反应和内部循环,给高炉生产带来危害,因此应减少和控制高炉的锌负荷.     

转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术

采用转底炉直接还原工艺,将铜渣含碳球团在高温条件下直接还原得到金属化球团和高品位氧化锌粉尘,再通过熔分或磨矿磁选方式将铁回收,得到的铁产品可作为冶炼含铜钢的原料.转底炉中试结果表明:采用"转底炉直接还原—燃气熔分"流程处理铜渣,可获得TFe品位94%以上、铁回收率93%以上的熔分铁水;采用"转底炉直接还原—磨矿磁选"流程处理铜渣,可获得TFe品位90%以上、铁回收率85%以上的金属铁粉;采用两种流程处理铜渣,均可获得锌品位60.02%的ZnO粉尘.结果表明,经过转底炉直接还原,铜渣中的铁橄榄石Fe_2SiO_4和磁铁矿Fe_3O_4相转变为含有金属铁Fe、二氧化硅SiO_2和少量辉石相Ca(Fe,Mg)Si_2O_6的金属化球团,具备通过磨选或熔分进行进一步富集的条件.     

利用冶金尘泥直接还原的试验研究

用高炉瓦斯灰和转炉污泥进行了直接还原试验研究.采用ICP、SEM - EDS对高炉瓦斯灰和转炉污泥进行物性分析表明,高炉瓦斯灰中铁元素以高价铁氧化物的形式存在,碳含量高(27.32％)、颗粒大;转炉污泥中铁元素以金属Fe和浮氏体形式存在,且浮氏体以细小状颗粒均匀弥散分布于其它物相中,两者均含有少量有害Zn元素.直接还原试验结果表明,随还原温度提高及还原时间延长,直接还原球团的全铁含量、脱锌率均增大.在C/O=1.0,还原温度1 220℃以上,还原时间30 min以上时,还原球团的全铁含量均大于71％,锌含量均小于0.05％,脱锌率大于85％.     

唐钢高炉瓦斯灰的提铁提锌试验

研究唐钢高炉瓦斯灰的提铁提锌试验。首先,对烘干后的高炉瓦斯灰进行基础特性研究,包括XRF、XRD、粒度分布检测以及化学成分分析。分析可知,瓦斯灰中wTFe=29.3%,主要以Fe2O3的形式存在;wZn=3.13%,主要以ZnO的形式存在。基于铁氧化物、锌氧化物还原的热力学原理,利用本课题组的精细还原技术,设计2因素2水平的正交试验,使用纯H2对瓦斯灰中的铁氧化物和锌氧化物进行精细还原试验。探讨还原温度（910和980℃）和还原时间（2和4h）对瓦斯灰金属化率和脱锌率的影响。试验结果表明,最佳还原工艺参数为910℃,2h;相应的金属化率和脱锌率分别为89.01%和98.61%。     

回转窑处理高炉瓦斯灰的生产试验和分析

在分析高炉瓦斯灰和除尘灰特性的基础上,开展回转窑焙烧工艺试验,通过行过程基础数据测量和过程参数计算确定工艺条件,即原料温度在（1100±100）℃,原料停留时间（120±15）min,原料粒径1mm以下。结果表明在此条件下收取氧化锌粉w (ZnO)>29%,收集的窑渣w(ZnO)<1.8%,脱锌率达74%,可做选铁和配料使用。     

高炉富氧鼓风技术的理论分析

研究了富氧喷煤条件下,高炉炉腹煤气量、理论燃烧温度的变化规律,同时对比分析了由富氧鼓风到全氧鼓风对高炉冶炼可能带来的影响.以一座4000m<'3>级高炉的生产指标为例,计算结果表明,这一高炉富氧率在0%～14%时,富氧率每提高1%,炉腹煤气量增加2.7%～3.9%,理论燃烧温度提高7～16K.如果单纯考虑炉腹煤气量对高炉冶炼的影响,在保持鼓风量不变的前提下,高炉所能接受的最大富氧率应该为12%左右.     

Damage mechanism of blast furnace tuyere by zinc

A damaged tuyere from a practical blast furnace was sampled. The microscopic structure was investigated using a metallurgical microscope. The chemical analysis and mapping were investigated by a scanning electron microscope with energy spectrum analysis. Meanwhile, line scanning electron microscope with energy spectrum analysis was applied to investigate the change of content of copper and zinc from hot surface to the interior of copper matrix of the damaged tuyere. The results show that an alloy layer of about 2 mm in thickness appears on the hot surface of the damaged tuyere manufactured from pure copper, and the size of grains increases compared with the new tuyere. The content of zinc in the alloy layer decreases with spreading into the copper matrix. ExpAssoc function fits well with the variation of thermal conductivity of the alloy, and the thermal conductivity decreases with increasing zinc content in the alloy layer.     

强化规范化标准化配料管理是提高高炉生铁质量的有效途径

安钢炼铁厂通过实行烧结矿分仓化验,计算配料入炉,进行碱度校核,建立信息传递网络,规范取制样制度,使优质铁比率得到提高,满足了炼钢系统生产高效品种钢的需要,实现了来料有成分,配料有依据的高强度冶炼,稳定了高炉生产.     

高炉使用铁焦的㶲分析

 中国钢铁生产主要以高能耗和高排放的高炉-转炉长流程为主,节能减排压力较大。因此,积极研发高炉低碳炼铁技术,促进高炉工序CO₂减排尤为重要。铁焦是将含铁原料加入适宜的煤中,经焦化或炭化后成型的新型碳铁复合炉料,其高反应性可以显著降低热储备区温度、降低碳消耗,高炉使用适量的铁焦可实现一定程度的节能降碳。基于现场生产数据,采用㶲分析理论,建立高炉使用铁焦的㶲平衡模型,探索铁焦添加量对高炉物料消耗及能量利用效率的影响。结果表明,高炉使用铁焦后,炉内间接还原得到发展,碳利用率提高,炉内灰分量降低,冶炼单位生铁的碳素消耗和炉渣量均会降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg铁焦后,吨铁碳素消耗降低25.95 kg,渣量降低11.28 kg。此外,铁焦内部的金属铁仅需熔化,节省还原所需的㶲量,焦炭和鼓风带入㶲会显著降低,因此高炉冶炼吨铁消耗的总㶲量降低,同时,炉内传热也得到改善,内部㶲损失有效降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg/t铁焦后,目的㶲效率由46.14%提高至48.87%,热力学完善度由87.46%提高到88.02%。在此条件下,高炉吨铁的内部㶲损失降低192.63 MJ,实现节能6.57 kg(标煤)。