温度对内配碳含锌球团还原的影响探究

为了探讨含锌球团的还原行为与温度的关系,本文首先对内配碳含锌球团还原进行动力学分析,分析得出了反应前中后期的主要限制因素分别为碳气化速度、含锌球团界面上的反应速度、后期扩散,还原温度的升高对这三种限制因素均有促进作用,然后通过球团还原试验得出较佳的还原温度为1200oC。     

利用钢渣余热还原含锌粉尘可行性的探讨

随着我国钢铁企业含锌粉尘排放量的逐渐增多,其对自然环境和人体健康均造成了极大地危害。为了验证利用钢渣余热还原含锌粉尘的可行性,本文首先采用FactSage软件模拟了含锌粉尘中ZnO含量及配碳量对钢渣黏度的影响,并得出利用钢渣余热的较佳温度区间为1550℃～1700℃。然后利用熔点熔速试验验证了含锌粉尘中ZnO含量和煤粉配加量对钢渣熔点的影响规律,试验结果与FactSage模拟结果一致。同时得出当煤粉添加量为4%时钢渣余热利用率最高。     

以含碳固废为还原剂的铜渣颗粒直接还原正交实验

通过转杯离心粒化法制备铜渣颗粒。以铜渣颗粒、碳质还原剂、粘结剂和造渣剂为主要原料制备铜渣含碳球团,在实验条件下,六种考查因素对铜渣含碳球团还原率影响的主次关系为:反应温度>造渣剂配比>气氛>还原剂种类>铜渣粒径>还原剂配比。通过极差分析得出铜渣含碳球团直接还原较佳还原条件:反应温度为1150℃,造渣剂配比(S/CaO)为1∶0.4,实验气氛为CO₂(50%)N₂(50%),还原剂为煤粉,铜渣粒径为+0.425 mm,还原剂配比(C/O)为1.2∶1,此时铜渣的还原率为98.2%。      

低品位铁矿石内配煤球团的回转窑脱水工艺研究

内配煤球团在进入回转窑还原前通常需要在圆筒中进行干燥,以增强入窑球团的强度。为了获得较高性能的干燥球团,对影响干燥球团性能的主要因素进行了研究。结果表明:(1)湖南某低品位铁矿石(-0.074 mm占95.66%)与某神木煤粉(-0.074 mm占83.47%)在碳铁质量比为0.3,膨润土添加量为1%(占铁矿粉+内配煤+膨润土的质量分数),钠盐添加量为3%(与铁矿粉+内配煤的质量比)的情况下制得粒径为5~8 mm、含水量为11.8%的内配煤球团,在内径(装料部分)为150 mm(转速为2.3 r/min)的回转管中进行脱水,适宜的回转管填充率为30%,升温速率为45℃/min,干燥球团的残余水分为7.8%,对应的干燥球团抗压强度为21.76 N/个、落下强度为5.5次/0.5 m,干燥粉化率为1.52%,群落粉化率为1.57%。(2)以实验室试验结果为依据的干燥球团在煤基回转窑中进行直接还原(温度为960℃、有效还原时间为24 min)工业试验,获得了性能指标更优(落下强度为15.70次/0.5 m,抗压强度为23.37 N/个,烘干粉化率为0.82%)的干燥球团,焙烧球团铁的金属化率达83.10%。(3)焙烧球团在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行1次湿式弱磁选(磁场强度为180 k A/m),可获得铁品位达80.33%、铁回收率为78.20%的精矿。     

复合粘结剂球团和氧化球团直接还原对比研究

对复合粘结剂球团和氧化球团微观结构、还原动力学参数、还原后强度进行了试验研究。研究结果表明: 复合粘结剂球团中矿物颗粒细小, 平均尺寸为59～104 μm², 孔隙率高, 达到54％～56%, 而氧化球团中矿物颗粒粗大, 平均尺寸为1 047 μm², 孔隙率低, 为30%; 当还原温度大于900 ℃时, 复合粘结剂球团可快速还原, 而氧化球团需要大于1 000 ℃; 800～1 000 ℃还原过程中, 复合粘结球团化学反应速率常数k和扩散系数D_e明显大于氧化球团; 还原后, 复合粘结剂球团结构完整, 强度远大于氧化球团。研究结果表明, 在直接还原工艺中, 复合粘结剂球团具有孔隙率高、还原速度快、强度高的优点。     

球团铁矿冶金性能综合测定系统的研制与评价

为准确评价球团铁矿的冶金性能,自主研发了可准确测定球团铁矿相对还原度、自由膨胀指数等物理参数的球团铁矿冶金性能综合测定系统,并通过试验对此系统的测定准确度进行了评价。评价结果表明:球团铁矿冶金性能综合测定系统在测定球团铁矿相对还原度和自由膨胀指数时具有与国外先进设备相当的准确度和精密度,应用前景广阔。     

钛磁铁矿球团预还原与熔分关系试验研究

以钛磁铁矿、煤粉和氧化钙为原料, 研究了矿粉粒度、加水量以及制球压力对球团落下强度、抗压强度的影响, 确定了最佳制球条件。根据铁矿石的直接还原和熔分原理, 研究了热量和金属化率对含碳球团熔分的影响。900 ℃以下, 球团金属化率极低, 只有热量对熔分产生影响; 1 000 ℃以上, 球团金属化率较高, 热量和金属化率共同对熔分产生影响。钛磁铁矿含碳球团的最佳制球条件为: 粒度0.075~0.106 mm, 加入水量8%, 制球压力4 MPa。通过对预还原1 000~1 300 ℃的球团进行熔分试验分析发现, 随预还原温度升高, 球团金属化率提高, 熔分时间变短。     

低温固结K球团的还原

根据攀枝花钒钛磁铁精矿、冀东磁铁精矿和锌精矿等K球团（包括团矿）还原试验结果,探讨了K球团的还原机理;研究了影响还原反应速度的因素;提出了磁铁精矿K球团金属还原率（Ym)与还原时间（X1）、还原温度（X2）、C／Fe(X3)的二次旋转回归方程,在实际生产过程中可采用计算机对K球团的还原状况进行预测和控制。     

铜渣碳热还原改性对Cu、S在铁中溶解行为影响

水淬铜渣中的铁以硅酸盐的形式赋存,为实现Fe、 Si及其他有价元素的分离,提出采用含碳球团法对水淬铜渣进行碳热还原改性.通过研究还原温度、配碳量、还原时间对铜渣的物相转变、铁硅分离、铜硫在铁中溶解行为的影响,优化得出较佳工艺参数.结果 表明:随着温度升高,铜渣中的铁橄榄石逐渐被还原,还原物相为金属Fe和SiO2;同时铁橄榄石还原分解产生的Fe会不断迁移聚集成较大晶粒并与Si逐渐分离.但配碳量过高、反应时间过长均不利于金属铁晶粒长大;在还原改性过程中Cu、S元素会部分溶解进入金属Fe中,其中Cu与Fe可以无限互溶,S在Fe中溶解度几乎为0;较佳工艺参数为反应温度1200℃,碳氧比1.4,反应时间30 min.     

钒钛海砂矿转底炉直接还原研究

针对印尼钒钛海砂选矿后的精矿,采用转底炉直接还原—电炉熔分工艺,先后完成了小型基础试验研究和中试试验。得到最佳的条件是,m（海砂精矿）:m（兰炭）:m（膨润土）:m（有机粘结剂）=100:25:3:1,含碳球团3层（54 mm）,还原温度1 260℃,还原时间30 min,中试得到球团平均金属化率88.63%,球团中剩碳4.81%。将金属化球团热装入300 kVA的直流电炉进行冶炼,得到含钒铁水,铁水中铁品位96.25%,钒品位0.443%,铁与钒回收率分别为99.64%和88.96%,炉渣中TiO₂品位38.86%,钛回收率为98.95%。结果表明,转底炉直接还原—电炉熔分处理海砂精矿技术上可行。