提钒后钒钛磁铁精矿直接还原研究

首先运用Fact Sage软件从理论上分析了铁氧化物的还原反应在还原温度950~1 100℃下发生的可能性,然后将提钒后钒钛磁铁精矿与无烟煤按比例混匀、压样后进行直接还原实验,研究无烟煤添加量、原料粒度、还原温度、还原时间对还原产物金属化率的影响,并采用X射线衍射分析还原产物的物相变化.结果表明:在本论文还原温度下,还原反应在理论上是可以进行的.当无烟煤添加量(质量分数)为18%、原料粒度75μm、还原温度为1 100℃、还原时间为90 min时,还原产物的金属化率可达99.18%,还原产物的物相主要为金属铁、黑钛石以及硅酸盐.     

直接还原处理低品位钒钛磁铁精矿

在1 000~1 300℃添加少量Na_2CO_3+NaCl复配添加剂,以无烟煤做还原剂等温还原低品位钒钛磁铁精矿,再通过磁选分离获得铁精粉和钒钛渣。考察了C/Fe摩尔比、还原温度和还原时间对铁的还原、钒钛迁移富集行为以及物相转化规律的影响。结果表明,C/Fe摩尔比和反应温度对直接还原过程中有价组分迁移富集的影响很大,当C/Fe摩尔比为1.2时,在1 200℃还原2h,钒钛磁铁矿精矿的金属化率可达到92.8%,还原后钒主要富集在钛渣相中,有效实现了铁与钒/钛的分离。     

钒钛磁铁精矿直接还原反应行为及其强化还原研究

通过在钒钛磁铁精矿中添加还原煤粉和少量添加剂,研究了还原温度、还原时间和添加剂等因素对钒钛磁铁精矿金属化率的影响,并对添加剂强化还原机理进行了探讨.结果表明:还原温度、还原时间、碳铁摩尔比及添加剂对金属化率的影响较大.在还原温度1200℃、还原时间120 min的条件下,未添加添加剂时金属化率最高可达84.5%;添加质量分数3.0%Na₂CO₃或CaF₂的条件下,钒钛磁铁精矿的金属化率可以分别达到96.5%和93.3%.     

碳酸钙对钒钛磁铁精矿直接还原-熔分的影响

 钒钛磁铁精矿在配加石墨还原剂和碳酸钙的条件下进行预还原和熔分。试验研究了碱度（碳酸钙的加入量）以及冷却工艺对直接还原和熔分的影响。反应后的样品用XRD和化学分析法进行分析。结果表明：在低碱度范围内[(R=0～0.7)],碱度的增加有利于钒钛磁铁精矿的直接还原和熔分。熔分温度为1 600 ℃,熔分时间为20 min,试验样品在碱度为0.5时熔分状态良好,渣中几乎不带铁。空冷有利于提高渣中黑钛石的含量,但不利于镁铝尖晶石相的析出;缓冷有利于渣中镁铝尖晶石相的析出,但会使渣中黑钛石的含量有所降低。     

添加剂强化钒钛磁铁精矿还原的研究

对硼砂添加剂强化钒钛磁铁精矿球团固态还原的机理进行了研究。结果表明,与无添加剂的球团还原比较,含添加剂的预氧化还原球团的金属化率较高,硼砂添加剂可明显促进钒钛磁铁精矿的还原。在还原过程中,含硼砂添加剂的钒钛磁铁精矿还原球团中的颗粒含有数量较多的微细孔洞,从而改善了钒钛磁铁精矿还原球团的显微结构,增强了气体反应物的扩散,有利于钒钛磁铁精矿的还原进行。     

钒钛磁铁精矿直接还原过程中金属铁颗粒长大特性

通过钒钛磁铁矿精矿直接还原实验,研究了不同还原剂和添加剂对还原过程金属铁颗粒长大的影响.提高还原温度能促进还原产物中金属铁颗粒的长大,金属铁颗粒中V含量也显著增加.与用无烟煤和褐煤还原产物相比,用烟煤还原产物中金属铁颗粒明显长大,这是由烟煤中高灰分含量所引起的.金属铁颗粒长大机理的研究表明：Na₂CO₃和Na₂SiO₃的熔点较低,且能破坏铁橄榄石和铁尖晶石的结构,并生成一些低熔点物质,而SiO₂能与铁橄榄石形成低共熔混合物.这些低熔点物质都有助于改善金属铁相的扩散,从而促进金属铁颗粒长大.     

添加剂对钒钛磁铁精矿球团熔融还原冶炼的影响

对钒钛磁铁精矿预还原球团熔融还原冶炼中添加剂的影响进行了研究,并对渣型制度进行了优化。熔融还原渣碱度、添加剂氧化镁和氧化铝对钒钛磁铁精矿的熔融还原作用明显。在添加剂作用下,1 500℃电炉冶炼10min后的熔融还原产物为含96.9%铁、0.52%钒的生铁,以及含66.13%TiO_2的熔融还原渣,实现了钒钛磁铁精矿冶炼中铁钒和钛的有效分离。     

煤基直接还原-球磨磁选分离钒钛磁铁精矿中铁的研究

在添加硼砂的条件下进行了煤基直接还原-球磨磁选分离钒钛磁铁精矿中铁和钒钛的研究。试验中分别考查了还原温度、还原时间、磨矿细度和磁场强度对钒钛磁铁精矿的还原磨选行为的影响。结果表明,在1 050℃下还原100 min,磨矿细度为-0.045 mm占84.88%以及磁场强度800 Gs时,钒钛磁铁精矿通过还原-球磨磁选后获得的铁精粉品位高达90.32%,铁回收率达到95.20%,可用于电炉炼钢;其尾矿为富钒钛料,可用于钒钛回收利用。     

钒钛磁铁精矿一步煤基直接还原—熔分的研究

以煤为还原剂、氢氧化钠为添加剂,采用一步煤基直接还原—熔分工艺对国内某钒钛磁铁精矿进行研究。考察温度、时间、氢氧化钠添加量和配碳量对还原—熔分效果、铁回收率和钒迁移的影响。结果表明,在温度1 300℃、时间4h、摩尔比C/Fe=2.6,氢氧化钠添加量50%的最优条件下,铁回收率为99.8%,渣中钒含量为1.34%。渣主要由Na_6Al_4Si_4O_(17)、CaTiO_3、NaAlSiO_4等组成,钒主要赋存在含钛渣相中,金属铁相中几乎无钒的存在。     

钒钛磁铁精矿回转窑预还原中试试验研究

回转窑预还原是"磁选—回转窑预还原—电炉熔炼"工艺处理钒钛磁铁矿的关键环节。本文通过中试试验研究了利用该工艺处理莫桑比克Tenge钒钛磁铁矿过程中回转窑预还原指标影响因素,试验给出了钒钛磁铁矿的理化指标及回转窑预还原温度、预还原时间、煤矿比等几个主要工艺技术参数和条件,达到了试验预期目的,确定了"磁选—回转窑预还原—电炉熔炼"未制粒钒钛磁铁精矿的可行性,为工业化生产设计提供了技术依据。     

钒钛磁铁精矿预还原球团电炉冶炼研究

对攀西钒钛磁铁精矿球团电炉冶炼进行研究,通过还原剂作用和优化的熔融还原电炉参数,可实现钒钛磁铁精矿球团冶炼过程中铁和钒钛的分离回收,其中钒被还原后富集到生铁中,而钛富集在电炉冶炼渣中。当渣型碱度(CaO/SiO2)为1.1时,还原球团的金属化率为70%,在1 500℃熔融还原10min后,生铁中铁品位为97.96%,铁回收率可达98.81%,生铁中含钒0.36%,钒回收率可达62.42%,试验过程中炉渣流动性好。     

磁铁精矿冷固球团直接还原新工艺的研究

介绍了磁铁精矿采用有机粘结剂进行冷固结，得到冷固球团，然后直接进行还原生产金属化球团的新工艺，试验表明，此工艺可得到性能优良的冷固球团及金属化率≥９５％的金属化球团，文章还对其各工艺条件及影响因素进行了阐述。     

钒钛磁铁精矿综合利用研究新进展

为了高效综合利用我国储量丰富的钒钛磁铁矿资源,文章对钒钛磁铁精矿综合利用的研究进展进行了评述,重点分析比较了高炉-转炉法、直接还原法、钾化焙烧-酸浸提钒法以及铝酸钠溶液浸出-钛铁分离等方法各自的研究结果。采用高炉-转炉法,精矿中铁和钒的回收率可分别达到90%和98%,而钛难以被回收;采用直接还原法,铁、钛和钒的回收率可分别达到89%、95%和84%;采用钾化焙烧-酸浸提钒法,钒浸出率可达75%以上;采用铝酸钠溶液浸出-钛铁分离法,铁的回收率可达75%,钛的回收率仅为20%。基于已有方法的分析和比较,并结合探索性研究,对今后钒钛磁铁精矿高效综合利用研究提出了看法。     

钒钛磁铁精矿低温烧结研究

使用攀枝花钒钛磁铁精矿在强化制粒的基础上进行低温烧结研究,结果发现,低温烧结工艺能提高烧结矿的产、质量,并能较大幅度地降低固体燃料消耗。同时指出低温烧结工艺亦适宜于其他矿种的烧结并对烧结节能和提高烧结矿产、质量有重大意义。     

钒钛磁铁精矿球团还原性研究

通过钒钛磁铁精矿—煤—Na_2CO_3球团的加热试验,考察了温度、配碳量、Na_2CO_3配加量等因素对矿还原性的影响,探讨了Na_2CO_3的作用机理。采用回归正交法设计试验,统计分析试验结果发现:温度、配碳量、Na_2CO_3配加量对矿还原有显著的影响,其中温度影响最大;较低温度下,Na_2CO_3对碳气化反应能产生明显的正催化作用,促进矿中铁氧化物的还原。在配碳2.33 mol、1 260℃、Na_2CO_3配加0.014mol、30min的条件下,钒钛磁铁精矿的还原度为94.56%,金属化率91.67%,金属铁颗粒明显生成。     

提高钒钛磁铁精矿配比对烧结的影响

为了探索钒钛磁铁精矿配比变化对烧结的影响,研究了不同钒钛磁铁精矿配比对混合料制粒、混合料液相生成特性、烧结性能、烧结矿矿物组成、烧结矿冶金性能的影响,结果表明:钒钛磁铁精矿配比在46%~67%时,随着精矿配比的升高,烧结矿中TiO2含量增加,混合料的透气性指数略有降低,烧结速度明显减慢,利用系数降低,转鼓强度略有降低;总体上液相量逐渐变少,矿物结构的粘结性与结晶性变差;滴落温度明显升高,软熔区间变宽,软化温度和熔融温度在一定范围内有所波动;混合料液相生成温度升高,生成量降低,成矿性能变差。     

钒钛磁铁精矿粒度对烧结性能的影响

开展了钒钛磁铁精矿粒度对烧结性能影响的研究,分析了精矿粒度逐步细化对烧结指标的影响。研究结果表明:随着精矿粒度变细,烧结混合料的制粒性能显著改善,料层透气性提高,垂直烧结速度增加了0.22~1.28 mm/min,但烧结矿的转鼓强度和成品率分别下降0.73%~3.29%和0.27%~1.21%,低温还原粉化性能变差。此次试验探索出了精矿粒度变粗对烧结矿产、质量的不利影响,提出了在目前攀钢烧结原料结构条件下,精矿的粒度应尽量细化,并采取适当提高料层措施,可提高烧结矿产、质量和改善冶金性能。     

钒钛磁铁精矿低温烧结的研究

分析讨论了不同碱度下钒钛磁铁精矿低温烧结矿的矿物组成、结构及成矿特点,阐明了钒钛磁铁精矿低温烧结的可能性。     

太和钒钛磁铁精矿钠化氧化球团还原膨胀的研究

本文对太和钒钛磁铁精矿加钠和不加钠焙烧球团的还原膨胀进行了研究。两类球团的主要物相组成均为赤铁矿和铁板钛矿。低温还原过程中,球团的膨胀主要发生于赤铁矿向磁铁矿的还原阶段。通过测试发现,还原球团中磁铁矿的微区应力随赤铁矿钛固溶量的增加而增大。由于钠盐的作用,钠球赤铁矿的钛固溶量较同温度焙烧的白球的要高1％,因此钠球还原球团的微区应力较大。俄歇谱分析表明,钠球中,元素Na、V、Si在晶界偏析,这造成球团晶间强度的大大降低。由于强度的降低和微区应力的增大,钠球在低温还原时,结构严重破坏,产生异常的还原膨胀。     

钒钛磁铁海砂矿低温快速直接还原新工艺

钒、钛是重要的战略资源,其来源之一为储量巨大的海砂矿。本文以某典型钒钛磁铁海砂矿为研究对象,采用X射线衍射、扫描电镜和化学多元素分析等手段对该矿物的工艺矿物学特征进行研究,结合选择性低温快速直接还原理论,提出一种以生物质为还原剂,采用"预氧化—微波加热深还原—磨选"方法实现钒钛磁铁海砂矿中铁和钒钛选择性分离富集的新工艺。研究结果表明:在预氧化温度为1 100℃、预氧化时间为90 min,n(C)/n(Fe)(摩尔比)为0.6,微波还原温度为1 200℃,还原时间为60 min,还原剂为生物质的条件下,新工艺可获得金属化率为95.7%,铁回收率为97.4%,尾矿钒、钛回收率分别为91.2%和92.5%的分选效果。