FeO-SiO_2-CaO-ZnO-5%Al_2O_3渣系熔化温度的研究

脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼过程炉渣的熔化温度对熔炼过程的顺行高产具有重要影响。以FeO-SiO_2-CaO-ZnO-5%Al_2O_3渣系为研究对象,采用热力学软件FactSage计算并绘制了该渣系相图,探讨了温度、 Fe/SiO_2(质量比)、 CaO/SiO_2(质量比)及ZnO含量对炉渣熔化温度的作用规律。研究结果表明:升高温度可以显著增大炉渣的液相区,炉渣的熔化温度随Fe/SiO_2和CaO/SiO_2的增大而升高,且Fe/SiO_2对炉渣熔化温度的影响较CaO/SiO_2大。在Fe/SiO_2 1.1, CaO/SiO_2 0.6条件下,炉渣中ZnO含量在8%～16%范围内变化对炉渣的熔化温度影响较小,炉渣液相区随ZnO含量的升高而逐渐减小,在保证熔渣流动性较好的前提下,炉渣中ZnO的含量可控制在10%～12%。根据热力学分析结果,开展了验证试验,结果表明:在熔炼温度1250℃, CaO/SiO_2 0.6, Fe/SiO_2 1.1条件下,熔炼过程熔渣具有较好的流动性,合金直收率达到45.56%,渣中金属含量(Pb+Sb)为1.75%,渣中ZnO含量为11.91%。     

CaO对FenO-MgO-SiO2系渣黏度的影响

研究了CaO对FenO MgO SiO2系渣黏度的影响。结果表明,适当加入CaO,可降低炉渣黏度,特别是当MgO含量较高时,作用更为显著。在Fe/SiO2为1 2左右时,只要加入4%左右的CaO,炉渣中MgO的含量可允许高达12%,渣熔化温度为1300～1350℃,其它性能良好,仍可满足熔炼过程的要求。     

锌冶炼渣搭配铅精矿侧吹还原熔炼直接炼铅渣型理论研究

以FeO-Fe_2O_3-SiO_2-CaO-ZnO-PbO渣系为研究对象,采用热力学软件FactSage计算温度、Fe/SiO_2(质量比)、CaO/SiO_2(质量比)、ZnO含量及PbO含量等因素对炉渣熔化温度及液相生成区的影响。热力学分析表明,随着Fe/SiO_2的增大,炉渣熔化温度减小,随着CaO/SiO_2的提升呈先减小后增大的趋势。炉渣中ZnO含量在10%～18%变化时,炉渣的熔化温度变化较大。随着ZnO含量的增加,炉渣的液相区有所减小,当渣中ZnO含量低于12%时,可保证还原熔炼的顺利进行。验证试验表明,在熔炼温度1 200～1 250℃、CaO/SiO_2=0.5、Fe/SiO_2=0.9、ZnO含量12%的条件下,采用侧吹还原熔炼处理液态高铅渣可顺利进行,熔炼过程金属直收率为85%,渣中铅含量为2.06%。     

PbO-FeO-CaO-SiO_2-ZnO五元渣系的熔化温度和黏度研究

在铅的富氧熔池熔炼中,高铅渣适宜的熔化温度和黏度对熔炼过程的顺行与高产有着至关重要的作用。以PbO-FeO-CaO-SiO_2-ZnO五元渣系为研究对象,采用灰熔点测定仪测定炉渣熔化温度,采用内圆柱体旋转式快速高温黏度仪测定炉渣黏度,分别探讨了Fe/SiO_2(质量比)(0.9～1.3)、CaO/SiO_2(质量比)(0.4～0.8)及ZnO含量(5%～11%)对炉渣熔化温度和黏度的影响规律。结果表明,随着Fe/SiO_2增加,炉渣的熔化温度和黏度都呈降低趋势,适宜的Fe/SiO_2值为1～1.1;炉渣的熔化温度随CaO的增加有所提高,而黏度随着CaO含量的增加而降低,适宜的CaO/SiO_2值为0.6;炉渣的熔化温度和黏度都随ZnO的增加而升高,在富氧熔池熔炼的操作温度内应保持ZnO含量低于7%。     

镍闪速熔炼新渣型的物化性质研究

金川镍铜渣中铁的还原性差、难以作为炼铁炉料直接入炉冶炼。提出了提高渣中CaO含量、降低SiO2含量为后续提铁创造条件的工艺设想,并利用FactSage计算模拟软件对金川镍闪速熔炼渣主要成分的相图进行模拟计算,通过试验考察了不同炉渣组分对熔渣物化性质影响的规律。结果表明,合适的新渣型为Fe/SiO2=1.5,CaO 10%～15%,MgO 9%。     

液态高铅渣还原过程炉渣熔化温度的研究

以PbO-FeO-CaO-SiO2-ZnO为基本渣系,探讨了液态高铅渣和实际还原过程中,当Pb含量范围在2.5%～50.0%,ZnO含量范围在13%～6%时,渣组分变化对炉渣熔化性能的影响。利用热力学计算软件FactSage 6.2计算分析了该五元渣系的低熔点区域及特定组分的熔点,并结合半球法实验室测定结果对其进行了验证。研究表明,当w(FeO)/w(SiO2)在1.5～2.2,w(CaO)/w(SiO2)在0.4～1.0之间时,炉渣的熔点随FeO/SiO2比的增大而升高,同时随还原过程中Pb含量不断减少而升高;渣含Pb及ZnO量固定,w(FeO)/w(SiO2)在1.6～2.0范围内,w(CaO)从10%增加到22%时,炉渣的熔点随CaO含量增大而降低;渣中Pb含量从50%减小到2.5%,w(CaO)/w(SiO2)为0.35～0.54,w(FeO)/w(SiO2)为1.2～1.8时,炉渣熔点均低于1150℃;TG-DSC和XRD分析显示,1500℃时高铅渣、中铅渣和低铅渣失重率分别为38.69%,21.62%和3.95%。PbO的挥发导致高铅渣和中铅渣的大量失重,生成Fe3O4和Ca2SiO4等高熔点物相,这是导致FactSage理论计算熔点值与半球法实验熔化温度测定值之间存在-40～150℃偏差的主要原因。     

高铁含量型CaO-FeO-ZnO-SiO2炉渣黏度研究

炉渣黏度对铅基固废熔炼过程的顺利进行具有重要影响,而炉渣黏度与炉渣结构存在内在联系。以CaO-FeO-ZnO-SiO₂四元系合成渣为研究对象,采用熔体物性综合测定仪测定合成渣的黏度,在FeO/SiO₂=1.5～2.4、CaO/SiO₂=0.3～0.7、ZnO=5%～15%范围内探讨了炉渣黏度随温度组成变化的关系。结果表明,所研究的炉渣均为典型的碱性炉渣,其黏度曲线具有明显的熔化性温度。当CaO、FeO和ZnO的含量过高,造成SiO₂小于24%时,黏度曲线的熔化性温度明显增大。适宜的炉渣组成为ZnO 11%、FeO/SiO₂=1.8、CaO/SiO₂=0.5。     

镍火法熔炼高钙低硅渣提取铁的研究

镍火法冶炼的高硅酸铁渣在综合利用中还原提取铁比较困难,通过在镍熔炼渣中适当增加CaO含量、减少SiO2含量以改善后续还原提取铁的热力学条件.在对所确定的新渣型对镍锍进行分离试验后,对熔炼终渣进行物相分析和还原提取铁试验,探讨了原渣和高钙低硅新渣型还原提取铁的不同.研究结果表明,高钙低硅新渣型终渣中铁主要以Ca(Fe,Mg) Si2O6以及MgFe2O4形式存在,50％以上的Fe以MgFe2O4的形式存在,其磁性以及还原性都比原渣中的(Fe,Mg)2SiO4要好,有利于其还原.与原渣的还原性相比,在试验条件下,当wCaO/wSiO2为0.80时,其还原率由48.53％提高到了57.45％.     

FeO-MgO-CaO-SiO2系炉渣电导的测定与研究

对FeO-SiO2-MgO-CaO渣系的电导率进行了测试研究。结果表明,在CaO6%,Fe/SiO2=1.2时,随着MgO含量的增加,熔渣电导率增大。MgO11%,Fe/SiO2=1.2时,电导率随CaO含量的增加而增大,当CaO含量大于6%,CaO含量的变化对电导率的影响较弱。电导率随Fe/SiO2比值增加而增大。温度增加,熔渣电导率增大。     

硫化铅精矿搭配硫尾矿渣富氧顶吹炼铅渣型理论分析

基于富氧顶吹直接炼铅技术,提出硫化铅精矿搭配硫尾矿渣炼铅工艺,以实现硫尾矿渣的综合利用。熔炼过程渣型决定了炉渣的性质,进而影响熔炼过程能否顺利进行。根据熔炼过程渣相组成特点,以PbO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂-CaO-ZnO渣系为研究对象,采用FactSage热力学软件计算并绘制该渣系相图。研究温度、w(Fe)/w(SiO₂)、w(CaO)/w(SiO₂)及ZnO质量分数等因素对炉渣熔化温度及液相生成区的影响。理论研究表明,w(CaO)/w(SiO₂)的变化对炉渣熔化温度的影响与w(Fe)/w(SiO₂)不同,且w(CaO)/w(SiO₂)影响更为显著。炉渣中ZnO质量分数在6%~14%范围内增大时,炉渣的熔化温度变化较小;但当ZnO质量分数进一步增大时,炉渣的液相区逐步减小。在保证熔炼过程顺利进行的前提下,渣中ZnO的质量分数可控制在8%~10%范围内,有利于增大炉渣的液相区面积。验证试验表明,在熔炼温度为1 150 ℃、w(CaO)/w(SiO₂)= 0.3、w(Fe)/w(SiO₂) =0.8条件下,采用富氧顶吹熔炼处理硫化铅精矿搭配硫尾矿渣可顺利进行,熔炼过程金属直收率为8%,渣中铅质量分数可达49.12%,烟尘率为13.18%。     

辉锑矿富氧熔池熔炼的工艺研究

采用富氧顶吹装置模拟辉锑矿挥发熔池熔炼的行为,考察了氧气系数、初始渣Fe/SiO_2、CaO含量对熔炼渣中锑含量的影响。在氧气系数为1.04、初始渣Fe/SiO_2=0.94、CaO 15%的最优条件下,熔炼后渣含锑为1.8%。采用SEM-EDS对渣中锑的物相及分布行为进行了表征,发现熔渣中锑以微小的金属粒子形式存在。通过加入一定量的锑锍作为捕集剂,并在高温下对锑渣进行贫化,使渣中的锑含量由沉降前的2.36%降低至0.86%。辉锑矿可以采用富氧挥发熔池熔炼—熔炼渣高温贫化工艺进行处理。     

铅富氧闪速熔炼技术基础研究

结合铅富氧闪速熔炼的特点,对相关渣型进行了研究。结果表明,适当提高炉渣的CaO含量,可有效降低渣含铅。适宜的渣型为FeO/SiO2=1.15、CaO/SiO2=0.6,炉渣的熔点和黏度完全可以满足熔炼要求。     

Slag Melting Characteristic of Slag Forming and Slag Splashing for BOF Less Slag Smelting

 The slag melting characteristic of slag forming and slag splashing for 300 t BOF less slag process is researched by combining the methods of the slag chemical composition, the melting point determination and the petrographic analysis. The results show that the melting point of final slag for less slag smelting is 20 ℃ lower than that for conventional smelting. According to results of the petrographic analysis, the C3S (3CaO·SiO2) and C2S (2CaO·SiO2) content for less slag smelting are lower than those for conventional smelting, while the RO (FeO, MgO, MnO, etc) phase and C4AF (4CaO·Al2O3·Fe2O3) phase are higher than those for conventional smelting. According to results of the chemical analysis, the (CaO) content and slag basicity for less slag smelting are higher than those for conventional smelting, while (FeO) and (MgO) content in slag for less slag smelting are almost equal to those for conventional smelting. The reason why slag melting point for less slag smelting is lower than that for conventional smelting is that the quantity of added fluorite for less slag smelting is more than that for conventional smelting. According to the analysis results the slag melting point is determined by the C3S, C2S, RO phase and C4AF content. According to the results of slag melting characteristic before and after slag splashing for less slag smelting, the present adjusting slag process has little effect. It is important to adjust the composition of BOF final slag. The (FeO) content in slag is to be reduced at the slag splashing and adjusting slag process for less slag smelting.     

Effect of B_2O_3 on Melting Temperature of CaO-Based Ladle Refining Slag

B2O3 is selected as fluxing agent of CaO-based ladle refining slag to decrease the melting temperature as well as to improve the speed of slag forming and the refining efficiency.The effects of B2O3 on the melting temperature of two series of refining slags including the low basicity slags(the mass ratio of CaO/SiO2 is 3-4)and the high basicity slags(the mass ratio of CaO/SiO2 is 5-8.75)were investigated.The slag melting temperature was measured using the hemisphere method.The results indicate that the fluxing action of B2O3 is better than that of CaF2 and Al2O3.For the CaO-based refining slag with low basicity,the melting temperature is decreased effectively when B2O3 is used to substitute for equal mass of CaF2,Al2O3 and SiO2,respectively.For the CaO-based refining slag with high basicity,when CaF2 is substituted by B2O3,the melting temperature can be decreased remarkably.Especially,when the mass ratios of CaO/Al2O3 and CaO/SiO2 are in the range of 1.1-4.0 and 5.25-8.0,respectively,the slag melting temperature is lower than 1300 ℃.Therefore,the B2O3-containing refining slags with high ratios of CaO/Al2O3 and CaO/SiO2 have ultra low melting temperature.     

铅锌混合矿氧气熔融脱硫

随着烧结+鼓风炉工艺处理铅锌混合精矿能耗高和环境污染的问题日益凸显,使用熔池熔炼法替代烧结工艺成为铅锌混合精矿较好的火法冶炼工艺选择。采用静态法和XRD技术研究了O₂流量、温度、入炉炉料成分对铅锌混合矿脱硫的影响以及脱硫渣物相变化。结果表明:与烧结工艺相比,铅锌混合精矿高温熔融脱硫时间短、脱硫率高。O₂流量的增加和温度的提高有利于铅锌混合矿脱硫反应的进行,铅锌混合矿脱硫率随着ω（Fe）/ω（SiO₂）和ω（CaO）/ω（SiO₂）的增加而降低,但在1 400 ℃时ω（CaO）/>ω（SiO₂）的增加有利于脱硫速率的加快和脱硫率的增加。当反应温度为1 250 ℃时,随着熔渣中Fe/SiO₂的增加,熔渣中尖晶石相（Zn_xFe_3-xO_4+y）开始形成并增多。