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%。     

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%。     

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。     

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。     

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%。     

关于QSL炼铅法的渣型选择

通过计算讨论了简化的炼铅炉渣中PbO、ZnO含量及CaO/SiO_2、Fe/SiO_2的选择对冶炼过程的影响。指出OSL法对低Pb/Zn精矿的不适应性,提出浸没送料式氧化熔炼后续ISP或电炉回收铅、锌的原则设想。建议实际工业过程选用高CaO/SiO_2、低Fe/SiO_2渣型,并在允许范围内尽可能提高渣中ZnO含量。     

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。     

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。     

富氧侧吹熔炼处理电子废料回收有价金属中试研究

在炉床面积3.6m~2富氧侧吹熔池熔炼炉上进行了电子废料熔炼回收有价金属的中试试验,投料速度1.04～2.30 t/h,熔炼区供氧浓度65.80%～66.11%,烟化区供氧浓度31.96%～36.32%,产出炉渣Cu、Au、Ag含量分别为0.11%、0.20 g/t、1.00 g/t,合金中有价金属Cu、Au和Ag回收率分别为98.43%、97.58%和99.27%,相应的渣型组成为:CaO/SiO_2=0.33～0.41、Fe/SiO_2=0.07～0.14、Al_2O_3含量11.33%～12 77%。试验结果表明,采用富氧侧吹熔池熔炼处理电子废料可以高效回收其中铜、金、银等有价金属。     

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。     

Ausmelt炉镍熔炼合理渣型的研究

金川集团公司沉降电炉弃渣有价金属含量高且熔化温度高。采用SEM-EDS与XRD确定了镍和铜在渣中的主要损失形式为夹杂或悬浮。测定了以Ausmelt熔炼渣为基础的半合成渣的熔化温度,研究了Fe/SiO2及CaO含量对半合成渣熔化温度的影响。结果表明,当Fe/SiO2=0.9～1.0且CaO含量为6%～10%时,渣的熔化温度明显降低,为Ausmelt炉镍熔炼工艺参数的优化提供参考。     

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。      

CAS-OB refining: slag modification with B2O3–CaO and CaF2–CaO

Abstract

Evaluation of CAS-OB refining slags showed that the melting temperature and viscosity were very high and could further increase during the CAS-OB refining process, causing excessive slag to stick to the snorkel with resulting operational problems. To avoid this, B₂O₃–CaO (mass ratio 1 : 1) and CaF₂–CaO (mass ratio 1 : 1) were employed as modifiers added to the slag. The fusibility (melting temperature and viscosity) and desulphurising capacity of modified slag were investigated. Both B₂O₃–CaO and CaF₂–CaO can effectively lower the melting temperature and viscosity of slag. The results of experiments on sulphur partition equilibrium between metal and slag indicate that the sulphur content of metal can be further decreased by the modified slag.     

Al2O3质量分数对高碱度烧结矿软熔滴落性能影响

 对Al2O3质量分数不同的高碱度烧结矿进行了荷重软化熔滴试验,并通过对不同温度下烧结矿微观结构和矿物组成的分析,进行了Al2O3质量分数对烧结矿软熔滴落性能影响机制的探讨。试验结果表明：Al2O3质量分数增加促进了还原过程中钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)和浮士体共晶相(2CaO·SiO2-2CaO·Al2O3·SiO2-FeO)等低熔点富铝相的生成,导致高Al2O3烧结矿在较低温度下出现开气孔孔隙封闭,从而降低了压差陡升温度。在熔融滴落阶段,高Al2O3烧结矿中渣相的Al2O3质量分数较高。存在于金属铁颗粒之间渣相的液相线和黏度随Al2O3质量分数增加而提高,在一定程度上降低金属铁颗粒的聚合,使得烧结矿的滴落温度提高。同时,高Al2O3烧结矿具有较宽的熔滴区间,使得熔融滴落区间的透气性较差。     

FeO、Al2O3和MgO质量分数对高炉初渣黏度的影响

以涟钢7号高炉软熔带炉料滴落形成的初渣为研究对象进行化学成分分析,采用分析纯试剂制备高炉炉渣渣样,探究CaO SiO2 MgO Al2O3 FeO五元渣系中,w(FeO)为3%～8%、w(Al2O3)为9%～13%及w(MgO)为2%～6%对涟钢7号高炉初渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明,在碱度为1.373时,炉渣黏度随FeO质量分数的增加而减小,且FeO质量分数越大,炉渣的熔化性温度越低;当w(MgO)为7.38%、w(FeO)为5%时,炉渣黏度和熔化性温度都随着Al2O3质量分数的增加而减小;当w(Al2O3)为10.95%、w(FeO)为5%时,随着MgO质量分数的增加,炉渣黏度和熔化性温度都呈现降低趋势。