含铁黏结剂对磁铁矿球团氧化动力学的影响

通过改变磁铁矿球团中含铁黏结剂的配比(0%、4%和8%),进行了球团氧化的动力学研究。首先利用TG-DTG-DSC分析确定了磁铁矿粉氧化的温度范围为240.1～1 029.7℃,其后在温度400～1 000℃和时间0～15 min内对球团进行了等温氧化动力学试验。根据反应过程中球团FeO含量随氧化时间的变化数据,分析了球团氧化度的变化规律以及含铁黏结剂对球团氧化度的影响。分别采用0级、1级和2级基元反应级数的f(C)-t图(C为质量分数,t为时间)对试验数据进行了拟合。结果表明,球团氧化反应符合1级反应的动力学规律,并确定了不同含铁黏结剂配比条件下反应的速率常数k。最后根据未反应核收缩模型和Arrhenius方程计算了反应的活化能,并判断了反应的限制性环节。研究显示,在低温段(400～700℃),含铁黏结剂配比为0%、4%和8%时,氧化反应的活化能依次为23.40、20.83、20.73 kJ/mol,表明含铁黏结剂可以加速球团的氧化进程,原因在于黏结剂结晶水的析出增加了球团内部的孔隙率,使气体O₂与磁铁矿的接触更加充分,球团氧化速率更快;但含铁黏结剂配比由4%增...     

攀枝花钛精矿直接还原过程的研究

研究了攀枝花钛精矿球团的氧化规律和温度、时间、还原剂数量等对不同氧化率的球团外配碳直接还原效果的影响。在相同条件下与原矿球团相比,外配碳球团的金属化率有明显的提高,并且随球团氧化度的升高而增加。在还原剂配比合适时。再增加还原剂的用量。对还原球团金属化率的影响不显著。但往钛精矿球团内加入少量的碳,却可以显著提高还原球团的金属化率。     

干熄焦除尘灰作还原剂直接还原低品位褐铁矿机理分析

以干熄焦除尘灰为新型还原剂,在温度20~1 100℃,通过热分析仪揭示其与低品位褐铁矿粉末在不同配碳比下升温过程中的反应机理。研究了不同配碳比对反应速率的影响,试验结果表明:适当过量的碳会加速氧化还原的进行。反应体系在升温过程中进行的是固—固反应和气—固反应的二步反应机理,并且635.2℃是碳还原作用开始温度,而温度高于919.5℃时,铁氧化物的还原主要是借助CO的直接还原,并且碳的气化速度与温度关系十分敏感,是整个还原反应的控制性环节。试验结束后对配碳比为1.2的还原产物通过扫描电子显微镜(SEM)进行微观行貌分析,发现还原产物铁均匀析出且渣铁相界分明。通过X射线衍射(XRD)进行物相检测,发现还原产物中无铁氧化物衍射峰,并且铁金属衍射峰明显。     

碱煮黑白钨渣与赤泥协同碳热还原回收制备铁锰钨锡合金

基于赤泥中含有碱煮黑白钨渣碳热还原所需助熔剂和铁等有价金属,本文采用碱煮黑白钨渣与赤泥协同碳热还原回收制备铁锰钨锡合金,并分离砷、铅、铋等有害元素。通过考察碱煮黑白钨渣与赤泥质量比、还原剂用量、还原温度、熔炼时间对金属合金化率的影响,确定较优的协同处置碳热还原工艺条件为：碱煮黑白钨渣与赤泥质量比为1∶1、还原剂用量为8%、熔炼温度为1 550℃、熔炼时间为120 min。在此条件下,铁、锰、铌、锡、钨、钽的合金化率分别为99.40%、23.75%、25.08%、89.46%、40.94%、17.53%;砷、铅、铋等有害元素还原进入烟尘。通过碱煮黑白钨渣与赤泥协同处置碳热还原的研究,既能回收有价金属,又减少了助熔剂等额外资源消耗,对资源化发展提供了新的研究方向。     

半焦制备活性炭的新工艺

摘要：基于煤基直接还原过程,以半焦为原料,利用铁矿预热氧化球团还原产生的气体为活化剂,开发一步法炭化、活化制备高性能活性炭新工艺,并通过优化制备温度、制备时间及还原剂用量等工艺参数,可同时得到优质还原球团。结果表明：在制备温度850℃、时间1h,半焦/球团的质量比为1∶1～4∶1的条件下,活性炭产率大于67%,耐磨强度达90%以上,比表面积和碘吸附值分别高于330m2/g、500mg/g,远优于商品活性炭,同时可得到金属化率为85%以上的预还原球团。     

含碳球团直接还原熔分机理

为了探究含碳球团还原熔分机理,将分析纯的Fe₂O₃、氧化物和不同还原剂固结成球并进行等温还原实验,研究了温度、还原时间、配碳量、还原剂种类等条件对球团还原熔分行为的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征了含碳球团在不同还原时间的微观结构及物相变化.实验结果表明:焙烧温度过低或过高含碳球团都不能良好熔分,配碳量增加可以提高球团还原和熔分速率,适宜的温度、碳氧摩尔比、还原剂分别是1400℃、1.2和煤粉.含碳球团还原熔分包括直接还原反应、间接还原反应、碳的气化反应、渗碳反应和铁的熔化反应,最后实现渣铁分离.      

碳、硅铁及碳化硅对白钨矿还原动力学的影响

在实验室用15 kW碳管炉进行碳粉、硅铁粉(75％Si)、碳化硅粉对白钨矿粉(67．25％WO3)还原动力学影响的研究。结果表明,碳还原白钨矿的反应级数为二级,反应表观活化能为234．6 kJ／mol;碳在较低温度下,反应性能差,当温度达到1 400℃时,反应剧烈;随温度升高,硅铁的还原性能比较平稳,反应产生SiO₂,使渣量增加;碳化硅高温反应性能好(≥1 400℃);碳和硅铁适合较低合金化率(3％W),碳化硅适宜用于较高的合金化率(≥5％W)。     

硅还原钨酸钙固相反应实验研究

为研究CaWO₄与Si在直接合金化炼钢过程中的低温固相反应过程,采用差示热分析仪在10℃/min恒速升温条件下对CaWO₄与Si粉末混合物进行热分析实验,通过高温炉恒温实验对CaWO₄与Si球团在1400℃恒温30 min的反应生成物及反应率进行分析,结合熔点测试实验分析了球团在升温过程中的物理变化行为。实验结果表明,CaWO₄与Si在1400℃以下所发生的还原反应为全固相反应,反应生成物为W、WSi₂、W₅ Si₃、Ca3（Si₃O₉）、SiO₂,CaWO₄球团在1400℃30 min的反应率达到93.41%,固相反应过程中CaO不能促进反应的进行;CaWO₄与Si 1400℃以下恒速升温条件下表观反应符合Avarami-Erofeev方程,反应机理为随机形核和随后生长,表观反应动力学表达式为dα/dt=11.68e^{-51.75×103/RT}·4（1-α）[-ln（1-α）]^3/4。     

塑料-无烟煤混合还原剂对含碳球团还原的影响

为了解决废塑料的污染问题,提出了将塑料与无烟煤一起进行低温热处理来制得含碳球团混合还原剂的思路,以达到钢铁工业协同处理废塑料的目的。通过研究还原温度和反应时间对含碳球团宏观形貌、金属化率及其微观结构的影响,对比分析了混合还原剂对含碳球团直接还原的影响。结果表明,以氧化铁粉末试剂为含铁原料,加入无烟煤与PE塑料热处理后的混合还原剂,在1 100和1 150 ℃,反应5~15 min时,能提高含碳球团的反应速率。当反应温度为1 150 ℃,反应接近还原终点时,混合还原剂含碳球团的金属化率为95.63%,基本接近无烟煤含碳球团的金属化率,但是在含碳球团中加入混合还原剂会引起一定程度的球团膨胀。     

转炉采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢技术

采用氧化钼代替钼铁直接合金化冶炼含钼钢可减少钼铁生产流程、降低成本，但氧化钼的高温挥发特性阻碍了氧化钼直接合金化技术的应用。为保证转炉采用氧化钼合金化过程取得较高的钼收得率，研究了转炉吹炼不同阶段氧化钼还原反应的热力学机理，发现炼钢温度下金属液中各元素可作为还原剂与氧化钼产生还原反应，吹炼前中期熔池中还原剂含量高，氧化钼挥发率低，此时加入氧化钼可获得较高的钼收得率。分析了氧化钼反应动力学环节，发现反应限制性环节为还原剂向氧化钼表面的扩散。在此基础上进行了高温试验，结果表明氧化钼合金化的冶金效果优于钼铁，吹炼前中期金属液中[C]、[Si]含量较高，此时进行氧化钼合金化钼收得率在95%以上。对成品钢中的夹杂物进行了分析，夹杂物主要为硫化物和氧化铝，采用氧化钼合金化不会增加钢中夹杂物。研究结果为炼钢过程采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢提供了理论和技术支撑。     

钨酸钠溶液氢氧化钙苛化-沉淀白钨的研究

钨酸钠溶液氢氧化钙苛化-沉淀白钨工艺是实现钨矿NaOH分解试剂回收,以至黑钨和黑白钨混合矿绿色冶炼的技术途径;研究了不同温度下钨酸钠溶液氢氧化钙苛化-沉淀白钨反应的平衡常数和标准自由能变化,分析了氢氧化钠和钨酸钠的活度系数对反应平衡的影响;工艺研究表明:温度和钨酸钠溶液浓度对白钨沉淀率的影响非常显著.当氢氧化钙用量为1.4倍理论量,温度100℃,钨酸钠溶液钨浓度为105 g/L,保温时间为2 h,搅拌速度为350 r/min,白钨沉淀率可达96%以上.与传统工艺采用氯化钙作为沉淀剂相比,氢氧化钙沉淀白钨所需的理论量倍数较大、反应的时间较长、搅拌速度更快.     

表面活性剂辅助超声合成纳米氧化钨粉体

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为辅助剂,用超声法制备纳米氧化钨粉体,采用XRD、TEM对粉体进行表征。研究结果表明,利用钨酸钠与盐酸反应可以得到钨酸纳米粒子,粒子的尺寸在70~100 nm之间。500℃煅烧3 h后产物氧化钨粉体的粒径在50~80 nm之间。初步探讨了WO3纳米粒子的形成机理。     

RKEF工艺处理缅甸镍红土矿

介绍了采用回转窑—电炉法(RKEF)处理缅甸达贡山镍红土矿生产镍铁的中试试验过程,得到了下述最佳工艺参数:干燥后原矿含水20%～22%、回转窑预还原温度900℃、还原剂煤的配入量7%、镍品位19%,烟尘制粒时湿矿配入量为烟尘的25%、尘球含水30%,电炉熔炼时放渣温度1 550～1 600℃、镍铁合金放出温度1 450～1 500℃。     

铜还原钼酸盐实验研究

基于钨钼的电化学性质差异,以铜为还原剂,在添加EDTA络合剂和无络合剂作用的条件下,研究了EDTA用量、pH值、还原时间、反应温度对钼还原率的影响。结果表明,添加EDTA络合剂不利于钼还原率的提高;反应可采用铜直接还原,选择pH=1.0～1.5、反应温度60℃及延长还原时间,利于钼还原率的提高。     

高氟铍矿石熔炼过程中脱氟研究

高氟铍矿石在熔炼过程中配入氢氧化铝来脱除其中的氟。结果表明,在配入5%Na2CO3、9.3%Al(OH)3、1 400～1 500℃熔炼20min的情况下,BeO回收率达到96%以上,脱氟效果良好(铍玻璃F/BeO能控制在15%以内)。为高氟铍矿石的工业应用探索出新的冶炼途径。     

柠檬酸溶胶法制备Bi2WO6粉体及其表征

利用钨酸铵、硝酸铋、柠檬酸和硝酸为原料,柠檬酸溶胶法制备了Bi₂WO₆粉体.热重-差热（TG-DTA）和红外光谱（FT-IR）分析Bi₂WO₆前驱体的热分解过程,X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）对Bi₂WO₆粉体结构、形貌进行表征.结果表明,Bi₂WO₆前驱体热分解分为4个阶段,其中Bi₂WO₆粉体开始形成发生在367 ℃. Bi₂WO₆前驱体在400~700 ℃煅烧5 h获得了单一的Bi₂WO₆粉体,当温度低于600 ℃时,产物为球形颗粒,晶粒尺寸随温度升高变化不大,当温度达到700 ℃时,晶粒迅速长大,最终发展成为规则的正交晶系.这表明晶体生长过程发生了由扩散机制向界面反应控制机制的转变,因此通过调整煅烧反应温度和保温时间可以控制产物的尺寸和形貌.      

进口巴西矿的球团试验研究

以巴西镜铁矿为研究对象,进行了生球制备试验和预热焙烧小型试验。试验结果确定了生球制备试验的最佳参数和球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度。生球制备试验的最佳参数:膨润土用量为2.1%,造球水分为8.5%(质量分数),造球时间为13 min,此时落下强度为5.0次/(0.5 m),生球抗压强度为11.26 N/个,爆裂温度为356℃,符合球团生产对生球质量的要求。球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度:预热温度为900℃,预热时间为10 min,焙烧温度为1 200℃,焙烧时间为15 min,此时预热球强度能达到500 N/个以上,焙烧球强度能达到2 500 N/个以上,符合高炉对球团矿的质量要求。     

氯化挥发回收含锡尾矿中的有价金属

采用氯化挥发法在马弗炉和管式炉中处理含锡尾矿,探索还原剂(无烟煤)和氯化剂(CaCl2)的加入量对有价金属挥发的影响。结果表明,在无烟煤加入量8%,氯化钙加入量21%,石灰加入量5.21%,温度1 000℃,挥发时间3h的条件下,锡挥发率达到96.15%,铅和锌的挥发率分别为96.22%和73.51%。     

高磷高钼复杂白钨矿的脱磷-除钼处理工艺

利用磷灰石、钼酸钙和钨酸钙等含钙矿物与盐酸反应的差异性规律,首先在温和的盐酸浸出条件下预处理高磷高钼复杂白钨矿,即反应温度为50 ℃,盐酸浓度2.5 mol/L,反应时间2 h,液固比（指液体体积与固体质量之比,单位为L/kg,下同）5:1的条件下实现杂质磷的高效选择性浸出,磷的浸出率达到99%以上,同时实现钨钼的初步分离,钼浸出率为44.76%,钨浸出率仅为1.84%。然后,再利用钨酸和钼酸在盐酸体系中溶解度的性质差异,进一步提高盐酸浓度和反应温度强化浸出,在盐酸浓度4 mol/L,反应温度80 ℃,反应时间2 h,液固比5:1的条件下,钼的浸出率达到95%,而钨以钨酸的形式留在固相,此步骤的钨浸出率只有1.55%,实现了钼的深度分离和钨矿的转型。