铜渣熔融还原炼铁过程研究

根据熔融还原原理,进行了铜渣熔融还原炼铁研究.考察了碱度、保温温度、保温时间、CaF2添加量对铜渣中铁收率和铁水脱S,P的影响.XRD分析结果表明,水淬铜渣中含铁物相主要为2FeO·SiO2和Fe3O4.确定的铜渣熔融还原炼铁的合理工艺条件为:惰性气氛下,碱度1.6,保温温度1 575℃,保温时间30min,CaF2/...     

高温铜渣催化木屑水蒸气气化的实验研究

利用高温铜渣的显热作为外热源,进行铜渣催化木屑水蒸气气化的实验研究,通过XRD分析催化反应前后铜渣的物相组成,结合催化气化后产气特性分析,推断铜渣的催化活性组分,测定气化反应前后铜渣的温度,计算铜渣的显热量和余热利用率. 结果表明,催化气化后铜渣出现Fe2O3特征峰,煅烧渣的Fe2O3和Fe3O4特征峰减少且强度减弱. 催化后H2含量明显增加,CH4和C2H4含量明显降低. 由此推断铜渣的催化活性组分为Fe2O3和Fe3O4,其含量越高,铜渣催化效果越好. 气化温度(720~950℃)范围内铜渣温度降低130~240℃,可回收利用的显热量为151.89~237.48 kJ/kg,余热利用率达18.49%~22.63%.     

含锡铁精矿硫化焙烧脱锡的反应特征

对含锡铁精矿的硫化焙烧脱锡反应特征进行了研究. 结果表明,焙烧过程包括还原和硫化挥发两部分,为促进其中锡的挥发,系统应控制为弱还原性气氛. 1150℃时物料中开始有液相产生,硫化焙烧后,物料中铁物相由Fe3O4和Fe2O3转变为FeO和金属铁,且随硫化焙烧温度升高含量增多,实现了含锡铁精矿中铁的预还原. 动力学分析表明,反应的表观活化能E=13.96 kJ/mol,反应受扩散控制.     

铜电炉冶炼贫化渣焙烧富集Fe3O4

以云南某铜冶炼厂电炉贫化渣为原料,在有氧气氛下加入CaO高温焙烧铜渣,分析了焙烧时间、焙烧温度、铜渣粒度、气相气氛对磁化焙烧效果的影响,利用SEM和XRD等对焙烧样品的微观形貌、物相变化进行分析,并通过热重分析考察了添加CaO及研磨粒度对铜渣焙烧过程的影响. 结果表明,加入CaO能有效促进Fe2SiO4分解,磨矿越细越有利于反应进行,随焙烧温度提高、焙烧时间延长,a-Fe2O3增多,而Fe3O4先增加、温度超过850℃后减少;过高温度及过长焙烧时间不利于Fe3O4富集,且过低的氧势不利于富集Fe3O4的气固反应进行,Fe3O4富集的优化条件为空气气氛下850℃焙烧2 h.     

α-Fe／BaFe12O19复合粉体的有机凝胶-热还原法制备及磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶-热还原法制备了a-Fe／BaFe12O19软硬磁复合粉体。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和振动样品磁强计对还原产物的物相、形貌及磁性能进行了表征。结果表明：复合粉体的磁性能与两相的组成及还原工艺有关。随着还原温度升高和时间延长,复合粉体的饱和磁化强度逐渐升高,矫顽力却先下降后上升。在氢气-氮气中经375℃还原1h后,制备的a．Fe／BaFe12O19复合粉体的比饱和磁化强度为58．04A·m^2／kg,矫顽力为32．54kA／m,比剩余磁化强度为24．6Am^2,／kg。     

α-Fe/BaFe12O19复合粉体的有机凝胶–热还原法制备及磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶–热还原法制备了α-Fe/BaFe12O19软硬磁复合粉体。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和振动样品磁强计对还原产物的物相、形貌及磁性能进行了表征。结果表明:复合粉体的磁性能与两相的组成及还原工艺有关。随着还原温度升高和时间延长,复合粉体的饱和磁化强度逐渐升高,矫顽力却先下降后上升。在氢气–氮气中经375℃还原1h后,制备的α-Fe/BaFe12O19复合粉体的比饱和磁化强度为58.04A.m2/kg,矫顽力为32.54 kA/m,比剩余磁化强度为24.6 Am2/kg。     

氯化聚乙烯加工条件对门尼黏度的影响

本实验主要研究了氯化聚乙烯使用开炼机和密炼机在不同加工工艺条件下的门尼黏度。研究表明:在开炼机中加工氯化聚乙烯,加工温度相同时,较低温度(80~110℃)下,门尼黏度随时间的延长而增加,较高温度(120~130℃)下,门尼黏度随时间的延长先升高后降低;加工时间相同时,门尼黏度随加工温度的升高而升高。在密炼机中加工氯化聚乙烯,加工温度相同时,门尼黏度随时间变化不是很明显,较高温度(150℃)时,门尼黏度随时间的延长而升高;加工时间相同时,门尼黏度随温度的升高而降低。     

碳热还原氮化制度对TiN薄膜制备影响的研究

以四氯化钛乙醇溶液为钛源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为碳源,采用碳热还原氮化技术制备氮化钛薄膜。利用XRD、FE-SEM和UV-VIS-NIR研究了合成温度和保温时间对氮化钛薄膜显微结构和光学性能的影响。结果表明,当合成温度为1250℃时,薄膜物相仍为金红石型TiO_2和Ti_3O_5;合成温度为1300℃时,薄膜为单一氮化钛物相,氮化钛颗粒呈典型的三角锥型。保温时间为5 h时,薄膜中氮化钛晶体发育更明显,薄膜在近红外区域的反射率可达70%,但保温时间延长到7 h时,薄膜中物相转变为碳化钛,石英玻璃基体中还析出了方石英。     

钒钛磁铁矿的煤粉还原过程

对煤粉还原钒钛磁铁矿过程中产生的铁氧化物和钛铁化合物进行热力学分析,得出工艺还原过程中的反应热力学数据,进一步采用高温炉在还原温度1350℃、配碳比1.0、还原煤粒度小于75μm的条件下,考察还原时间对工艺指标的影响和还原过程,得出不同还原时间下产物的定量结果和物相成分.结果表明,还原时间为60min时,还原产物的全铁、金属铁、金属化率均达最大值,分别为68.60%,65.81%和95.93%,钒钛磁铁矿中铁氧化物的还原过程为Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe,钛铁化合物的还原过程为Fe2TiO5→Fe2TiO4→FeTiO3→FeTi2O5.     

水淬铜渣的矿物学特征及其铁硅分离

采用XRD、SEM、化学分析等方法对水淬铜渣进行了矿物学研究,铜渣的主要物相为铁橄榄石,铜主要以冰铜形式存在;炉渣基本呈非晶态,结构致密,冰铜相结晶不充分,粒度基本在5 mm以下,铁和硅主要以铁橄榄石形式存在,采用选矿法不能有效分离,因此提出了固相快速还原-高温熔分工艺. 结果表明,在碱度大于0.5、终渣熔点1300℃以上、加入添加剂、熔分温度1350℃以上可获得较高的铁、铜回收率,铜和铁回收率可分别达93%和87%;炉渣中铁含量小于5%、铜含量小于0.10%,尾渣可作为生产建材的原料,该工艺能实现铜渣中铁硅分离和铜渣综合利用.     

皮江法炼镁还原机理

用XRD和SEM?EDS对不同还原温度下所得皮江法炼镁还原渣的主要物相与分布规律进行分析,分析了镁、硅与钙的扩散过程,探讨了皮江法炼镁的还原机理。结果表明,以硅铁合金为还原剂的还原炼镁过程是简单的固?固反应,Si还原MgO的起始温度为900~950℃,还原反应主要在高于1050℃时进行,温度低于1000℃时MgO还原率很低。还原反应首先在CaO?MgO颗粒与Si颗粒的交界面进行,反应生成的镁蒸汽从反应区域逸出并在结晶区结晶,未反应的Si向外扩散穿过反应区域继续还原MgO。还原过程中,以单质存在的Si全部参与反应,与CaO结合生成Ca2SiO4, FeSi2在还原反应过程中部分分解为FeSi和Si,而FeSi, FeSi2及Fe2Si3(FeSi与FeSi2的混合物)中的Si还原MgO的温度较高,较难参与还原反应,造成Si损失,是硅铁还原MgO还原率较低的主要原因。     

Na2O/SiO2比对脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼渣结构和性能的影响

卡尔多炉熔炼是目前火法处理脱铜阳极泥的重要工艺之一。针对国内某企业脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼中渣熔化性能差、渣含贵金属损失大等问题,本工作利用热力学分析以及炉渣物性检测,结合XRD、拉曼光谱等结构表征手段,开展了脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼渣钠硅比调控优化研究。根据PbO-Na2O-SiO2-BaO四元体系液相区图及性能测定结果,在不改变渣率及熔剂添加总量前提下,适当提高Na2O/SiO2比可有效降低炉渣熔点和黏度;随着还原熔炼渣Na2O/SiO2比由0.42提高至0.60,由于Na2O的网络修饰剂作用,更多的桥氧转变为非桥氧,炉渣结构由Si2O76-硅酸盐二聚体结构为主,向SiO44-硅酸盐四面体结构过渡,其中的Si2O64-链状结构与Si2O52-片状结构也相应减少,含铅硅酸盐聚合度降低,桥氧Qn分析结果与熔渣硅酸盐结构相契合。同时,提高钠硅比后,炉渣熔化温度从1178℃降至950℃,在1100℃冶炼温度下,还原熔炼渣黏度可降低45.2%,流动性得到显著改善,从宏观角度也验证了熔渣结构变化规律。结果表明,对脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼,通过调控炉渣Na2O/SiO2比来降低桥氧数及复杂阴离子聚合度,从而改善炉渣物化性能的思路是可行的。     

铬盐无钙焙烧渣加压硫酸浸出

对铬盐无钙焙烧渣进行加压硫酸浸出,考察了硫酸浓度、反应温度、铬酸酐加入量、反应时间、铬渣粒度对铬渣硫酸浸出效果的影响. 结果表明,焙烧渣主要物相组成为：铬铁矿(FeCr2O4)和镁铁矿[Mg(Fe,Al)2O4]等尖晶石类矿物含量为73.11%,赤铁矿(a-氧化铁)为12.42%,钠霞石(NaAlSiO4)为10.02%. 铬高效溶出的最佳工艺条件为：硫酸浓度65%(w),反应温度120℃,铬酸酐加入量为铬渣质量的10%,反应时间2 h,搅拌转速500 r/min,该条件下溶出率可达97.93%. 尾渣以硅物相为主,SiO2含量为80.8%. 浸出过程符合收缩未反应核模型,反应表观活化能为16.38 kJ/mol,反应速率为外扩散和化学反应混合控制.     

含钒钢渣亚熔盐法浸出提钒过程与机理

实验研究了采用钾系与钠系亚熔盐反应介质提取含钒钢渣中钒的工艺与机理. 结果表明,亚熔盐体系对含钒钢渣的提钒机理是通过分解硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙等钒的固溶相,使钒以可溶性钒酸盐形式溶出,钢渣中高CaO对钒溶出的负面影响可通过调整浸出液中氢氧化钠(钾)浓度避免. 与传统工艺相比,亚熔盐体系反应温度由850℃降至220~240℃,反应时间由4~6 h降至1~2 h,在显著降低能耗、提高效率的同时,钒的一次转化率钠系可达85%,钾系可达97%;且在钾系亚熔盐氧化性气氛中实现钒、铬共提,基本实现了含钒钢渣中钒的高效清洁提取.     

碳热法还原攀钢高钛高炉渣工艺研究

为了达到使攀钢高炉渣中钛氧化物富集的目的,从而综合有效利用攀钢高炉渣,将含钛高炉渣配加焦粉或者石墨在不同温度下进行烧成。研究了反应温度、还原剂类型及助熔剂铁粉对反应产物富集情况的影响,同时借助于XRD、SEM等手段对反应后试样的物相组成和显微结构进行了观察和分析。结果表明:该工艺可以使渣中的钛元素以TiN的形式富集;相对于石墨来说,用焦粉做还原剂更有利于渣中钛元素的富集和TiN晶粒的生长;助熔剂铁粉的加入使得反应生成的TiN晶粒更加容易富集,且生成的TiN晶粒以包围状分布在圆形Fe的周围,温度的升高使得该现象更加明显。     

添加剂对铁精矿制备还原铁粉的影响

以铁品位70.25%、SiO2含量1.86%的铁精矿为原料,探究添加剂（CaO、Na2CO3、Na2SO4）对铁精矿制备还原铁粉的影响。采用热力学计算对添加剂与硅酸亚铁（Fe2SiO4）的反应进行了分析,其中CaO与Fe2SiO4反应的热力学条件最佳,反应起始温度最低为650 K。随后在1423 K下,研究了添加剂对碳-氢两步法还原铁精矿的影响。添加Na2CO3效果最佳,铁精矿粉经两步法还原、磁选后,所得产物中的T. Fe含量高达98.32%,SiO2含量低至0.93%;而添加CaO的产物中的T. Fe含量为93.27%,SiO2为1.65%。添加CaO可以抑制Fe2SiO4的生成,但由于金属铁将Ca与Si形成的新相（3CaO?SiO2）包裹在中心,使其通过磁选难以去除。     

含煤球团直接还原热失重及动力学分析

随着电炉炼钢的快速发展, 作为其原料的直接还原铁的需求量日益增大, 对直接还原特性和机理的研究变得越来越迫切, 过去的研究主要集中在工艺条件和节能减排方面, 对反应控速模型的比较相对较少。本文在950~1100℃的N₂气氛下, 研究了还原温度对含煤球团还原速率的影响, 并结合XRD技术对还原产物的物相转换进行了分析。同时基于热重实验, 应用不同控速模型方程计算了直接还原过程反应动力学参数, 并与实验结果进行了对比。结果表明, 温度对还原过程起着至关重要的作用, Fe₃O₄还原生成FeO在950℃以下已经开始了, FeO的还原主要发生在1000℃以上, 从950~1100℃还原速率迅速增加。通过模型对比, 认为还原过程由三维气相扩散控制。     

瓮福磷尾矿热分解过程研究

磷尾矿主要来自选矿提取磷精矿以后剩下的尾矿渣,属工业固体废弃物,长期未得到有效的处理和利用,严重污染了环境,并浪费了资源。磷尾矿的主要成分为白云石。通过对磷尾矿的热分解研究,确定了分离得到MgO和CaO的最佳工艺条件:样品在不同温度下煅烧不同时间,测得尾矿完全热分解温度为950±10℃,温度变化区间为920～950℃;通过产物活性测定、碳化法得出分离MgO和CaO的最佳热工温度为800℃,最佳煅烧时间为5 h。