钒钛磁铁矿直接还原实验研究

在实验室条件下研究了钒钛磁铁矿直接还原特点,摸索了还原温度、还原时间、还原气氛和配碳量对直接还原金属化率的影响.结果表明,还原温度和气氛是影响金属化率的最重要因素,温度达到1 300℃以上,还原时间达到20 min以上,维持还原过程中性至还原性气氛,球团金属化率可稳定保持在90%以上.同时分析了还原后金属化球团的岩相组成,比较了钒钛磁铁矿与普通矿直接还原的差异.     

钒钛磁铁矿气基竖炉直接还原试验研究

针对钒钛磁铁矿的特点及利用难点,研究了钒钛磁铁矿气基还原过程及其影响因素,讨论了还原温度、还原时间、还原气氛和气体流量对钒钛磁铁矿还原率和金属化率的影响。试验结果表明,钒钛磁铁矿试样在还原温度为1 000℃,还原时间为2 h,还原气氛为21%CO+55%H2+24%N2,还原气体流量为13.26 L/min的条件下,可得到还原率为96.72%,金属化率为92.05%的良好结果。采用气基竖炉直接还原工艺流程,能够将钒钛磁铁矿中的铁氧化物还原为金属铁,实现铁的高效富集。     

钒钛铁精矿竖炉预还原的热力学计算和试验研究

采用热力学计算软件HSC对攀枝花钒钛铁精矿内配碳球团竖炉预还原进行了平衡组分、金属化率和还原度的计算;试验研究了内配碳球团不同的竖炉预还原工艺下的金属化率和还原度。研究结果表明:随着反应温度升高,内配碳球团的金属化率和还原度呈现升高的趋势,当温度达到800℃左右,体系中金属化率达到最大值为99.2%;温度升高到1 000℃,还原度达到最大值87.2%;试验得到的金属化率和还原度变化规律与理论相符。在1 200℃时,获得最大金属化率和还原度分别为:85.23%和80.15%。当底部吹入还原性气氛(10%N_2+30%H_2+60%CO)时, 1 200℃达到的最大金属化率和还原度分别为:88.43%和90.42%。因此,在体系中通入还原性气体,还原过程被明显强化。     

高炉瓦斯灰制含碳球团直接还原试验研究

通过试验对高炉瓦斯灰和氧化铁皮制得含碳球团的直接还原进行了研究,考察了不同还原气氛、球团中不同C/O、还原时间、还原温度对还原结果的影响。结果表明:高温下含碳球团在空气中直接还原就能获得很高的金属化率。当球团中C/O在1.2以上时,球团的金属化率在还原过程中一直增加,在1 350℃下还原30 min,球团的金属化率达到96.94%。球团金属化率的变化趋势表明球团在反应开始是由化学反应控速环节控制,而后逐渐向扩散控速环节过渡。在1 400℃下空气中还原30 min,球团中还原出的铁与渣完全分离。     

高磷鲕状赤铁矿气基竖炉直接还原试验

针对高磷鲕状赤铁矿无法高效利用的现状,采用XRD和SEM对高磷鲕状赤铁矿矿物的组成及矿相结构进行研究分析,提出采取气基直接还原工艺来处理此类矿石。系统研究与分析了还原温度、还原时间、还原气氛和还原气量等因素对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属化率的影响规律。研究结果表明,在还原温度为1 100℃、还原时间为4 h、还原气体中φ(H_2)∶φ(CO)为1∶1、还原气体流量为2 600 m~3/h的条件下,金属化率可以达到92.10%。     

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,进行了钒钛磁铁矿含碳球团直接还原高温焙烧试验。通过XRD分析,讨论了配碳量(wC/wO)、还原温度、还原时间对球团金属化率和残碳量的影响。结果表明:随着还原温度的升高金属化率不断升高,而残碳量不断降低;在1 350℃之前,随着温度的升高,金属化率迅速升高,然后趋于平缓;当还原温度为1 350℃时,金属化率可达90%以上,随着还原时间的增加,球团的金属化率呈现先升高后降低的趋势,残碳量逐渐降低,还原时间为30 min时,球团的金属化率达到最大(91.37%);随着配碳量(wC/wO)的增加,球团还原速率加快,球团还原充分,球团的金属化率升高,当wC/wO为1.3时达到最大(94.28%)。     

温度对红土矿球团直接还原的影响

在还原时间90min、氧化钙配比10%、复合剂配比11%、还原碳配比5%的条件下制成球团进行焙烧、磁选。考察球团还原过程温度的变化对球团产生镍铁颗粒金属化率和镍品位的影响。结果表明:还原的最佳温度1 200～1 250℃,此温度下镍的金属化率达到89%以上、铁的金属化率85%以上。镍的品位达到5%。     

钒钛磁铁矿内配骨料气基还原试验

气基还原工艺处理钒钛磁铁矿逐渐受到研究者的关注,但目前该工艺还原后的钒钛磁铁矿金属化率较低。针对气基还原钒钛磁铁矿金属化率低的问题,以兰炭为骨料研究兰炭添加量、还原气氛、还原温度、还原时间等因素对钒钛磁铁矿气基还原金属化率及抗压强度的影响,并运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)方法分析了还原产物物相变化及微观形貌变化,总结出兰炭的作用机理。结果表明,添加兰炭可提升钒钛磁铁矿气基还原的效果,在还原气氛φ(H₂)/φ(CO)=2.5、还原温度1 100℃、还原时间60 min条件下,未添加兰炭时试样金属化率仅为81.78%;在同样条件下,当兰炭添加量(质量分数)为6%时,试样金属化率可达到92.35%。钛铁化合物还原历程为Fe_2.75Ti_0.25O₄→Fe₂TiO₄→FeTiO₃→FeTi₂O₅→TiO₂和Fe,随着还原温度升高,金属铁相逐渐聚集连接成片,渣相与铁相...     

基于直接还原熔分的赤泥综合利用试验研究

以赤泥、煤粉为主要原料制成含碳球团,通过高温直接还原熔分工艺提取金属铁及其他有价金属,考察了配碳量、时间、温度对还原和熔分的影响。结果表明:煤粉配加量为赤泥量的13.3%,球团金属化率可以达到62%,赤泥球团转底炉直接还原时间控制在40~60min之间,直接还原温度为1200℃左右,赤泥含碳球团达到最佳的还原率,金属化率达到64%。     

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原试验研究

基于转底炉直接还原工艺,通过正交试验,研究了配碳量、还原温度、还原时间对钒钛磁铁矿含碳球团金属化率的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明:配碳量是影响金属化率最重要的因素,还原时间次之,还原温度的影响不显著。在配碳量为1.0、还原温度为1 350℃、还原时间25 min的工艺条件下,金属化率最高为94.59%。     

钒钛磁铁矿碳热还原研究

采用回归正交法设计实验,在实验审用电阻炉模拟转底炉工艺研究了温度、时间、配碳量、金属粉配比和钠盐配比等因素对钒钛磁铁矿碳热还原过程中的金属化率和失氧率的影响.对试验结果回归,建立了金属化率、失氧率与因素间的关系模型,并解决和验证了各因素的优化解.结果表明,添加金属粉和钠盐后钒钛磁铁矿还原温度明显降低;添加2.5%金属粉和0.5%钠盐,还原温度在1280℃左右,还原时间30 min左右,配碳量22.7%时,钒钛磁铁矿还原的金属化率可达到95%以上.     

攀钢瓦斯泥脱锌还原工艺研究

对攀钢瓦斯泥进行脱锌还原试验,并分析了还原温度、还原时间、焦粉配比和石灰对脱锌还原效果的影响.试验结果表明:瓦斯泥锌挥发率和铁金属化率均随反应温度升高和反应时间增加而增大,但温度的影响是决定性的.增加焦粉配比和石灰对锌挥发率和金属化率的影响不明显.     

氢基竖炉条件下制备不同金属化率球团研究

随着钢铁行业碳减排压力的增大,氢冶金技术的应用可有效降低碳排放,其中氢冶金气基竖炉生产工艺受到了国内外的广泛关注。气基竖炉生产的高金属化率DRI可进入电炉生产优质钢材,同时也可生产出50%金属化率的球团作高炉炼铁原料。本文基于典型的氢冶金气氛及温度条件,综合考虑其还原行为,研究了生产不同金属化率球团的适宜工艺参数。结果表明：随着温度升高及还原气中氢气配比的增加,还原速率明显升高,还原后强度降低,还原膨胀指数升高;纯氢与富氢气氛(建议采用HYL气氛)下,在还原温度为1 000℃时,适宜生产92%金属化率DRI;纯氢气氛在还原温度为950℃与富氢气氛(建议采用HYL气氛)在还原温度为1 000℃条件下,适宜制备50%金属化率球团。     

还原气氛对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响

采用热态可视流化床装置研究了973~1173 K不同气氛条件对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响.研究发现,一定表观气速条件下温度和还原气氛组成对失流时铁矿粉的金属化率影响不大,而失流时颗粒微观形态受还原气种类和温度的影响较显著,但还原气体积分数对形态的影响较小.此外,流化时间随着还原气体积分数的增大而逐渐缩矩,并通过线性拟合得到了不同温度时二者间的数学关系式.      

微波碳热还原攀枝花低品位钛精矿

对攀枝花低品位钛精矿进行了微波还原试验研究。研究了预氧化、配碳量、添加剂等条件对还原钛铁矿中铁金属化率的影响。试验结果表明:在预氧化温度800℃、硼砂配比3%、焦粉配比10%、微波还原温度1000~1100℃条件下,还原60 min,还原产物铁的金属化率超过90%。分析微波强化钛铁矿还原的机理在于:微波热应力在球团内部产生大量孔隙和裂纹促进了还原气氛的扩散,快速还原产生的大量铁晶核加速了还原反应。     

高铬型钒钛铁精矿金属化球团的物化性能

高铬型钒钛铁精矿煤基直接还原-电炉熔分新工艺是实现铁、钒、钛和铬元素综合利用最有前景的非高炉冶炼工艺之一,而金属化球团的物化性能与后续电炉熔分工艺能否顺行密切相关。采用煤基直接还原工艺,研究了还原温度、还原时间、煤矿质量比和二元碱度对高铬型钒钛铁精矿金属化球团的物相组成、金属化率、残碳量、电阻率和抗压强度等物化性能的影响规律。试验结果表明,提高还原温度和延长还原时间均有利于磁铁矿和钛铁矿分别被还原为金属铁和黑钛石,而较高的煤矿质量比和二元碱度对还原过程不利;金属化球团电阻率的大小依赖于金属化球团的物相组成、不同物相组成的含量及各个物相之间的结合形式;金属化球团的金属化率与电阻率呈现较为明显的负相关,但是随着金属化率的提高,负相关的程度有所降低;在金属化率大于90%时,电阻率均小于0.5Ω/cm;金属铁的生成量和金属铁晶粒之间的连接作用是影响金属化球团抗压强度的关键因素,提高还原温度和延长还原时间有助于金属化球团抗压强度的提高,而随着煤矿质量比和二元碱度的提高,金属化球团的抗压强度降低。在还原温度为1 300℃、还原时间为35 min、煤矿质量比为25∶100、二元碱度为0.13的条件下...     

钒钛磁铁矿煤基直接还原试验

 为探明钒钛磁铁矿直接还原过程及其影响因素,研究了不同还原温度、不同还原时间、不同配碳比对钒钛磁铁矿含碳团块直接还原过程的影响,并通过XRD分析方法对还原机理进行了分析。研究结果表明,在一定条件下,直接还原团块金属化率随温度升高而升高,但还原温度超过1 200 ℃后,金属化率增幅逐渐减少,这是由于还原温度高于1 200 ℃后,金属化团块内铁氧化物的还原逐渐趋于平缓,而铁钛化合物的还原较为缓慢;团块金属化率随反应时间的延长和配碳比的升高均呈现了先升高后降低的趋势,这主要是由于反应时间过长使得金属化团块发生了再氧化及煤粉配入量过大导致带入灰分较多,在一定程度上阻碍了还原反应的顺利进行,从而导致金属化率降低。     

铬铁矿球团预还原特性的研究

通过铬铁矿粉矿成球和还原试验,研究了还原温度、还原时间、还原剂以及添加剂对铬铁矿球团预还原结果的影响。结果表明,还原温度对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1 250℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加;铁还原速度较快,延长还原时间对铬的还原更有利,总还原完成时间需4 h。强化铬铁矿球团预还原的试验研究表明,添加剂能提高球团的金属化率,试验所涉及的添加剂中Na_2B_4O_7·10H_2O的催化能力较好;另外,还原剂质量也会对球团的金属化指标产生一定的影响。     

含铁铜尾矿直接还原试验研究

进行了含铁铜尾矿直接还原试验研究。铜尾矿筛分细磨,加入煤粉造球后在高温下还原,考察了还原温度、还原时间、造球配碳量对铁金属化率的影响,得出最佳还原方案。试验表明,配碳量14%的球团在1 200℃、还原40 min的条件下,铁金属化率达到83%。该试验为合理利用含铁铜尾矿提供参考。     

钒钛磁铁精矿含碳球团成型工艺参数研究

以钒钛磁铁精矿和煤粉为原料,聚乙烯醇为黏结剂,采用正交试验和单因素试验研究水分含量、黏结剂加入量、成型压力、矿煤质量比对钒钛铁精矿含碳球团直接还原金属化率的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明:影响含碳球团金属化率的主次因素依次为水分含量、成型压力、矿煤质量比、黏结剂加入量;金属化率优化后的工艺条件为水分含量9%,成型压力12 MPa,矿煤质量比100∶22,黏结剂加入量0.4%,还原温度1 350℃,还原时间30 min。在此条件下含碳球团的还原效果较好,金属化率达到92.97%。