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%。     

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%。     

铜闪速吹炼杂质铅走向及脱除研究

针对中原黄金冶炼厂入炉精矿产地多、成分复杂等原因造成所产铜铳杂质铅含量较高的特点,结合闪速吹炼过程杂质铅在渣、烟灰及粗铜中的走向及分布行为,为探寻吹炼过程提高杂质铅脱除较为合理、有效的工艺控制条件和解决办法,文章系统分析研究了吹炼渣含铜、CaO/Fe值、渣中SiO_2含量及渣温等重要工艺参数对杂质铅脱除的影响。结果表明:强化闪速吹炼炉内氧化气氛是提高杂质铅脱除较为直接有效、重要方法之一;铅脱除率随CaO/Fe值的增大整体呈下降趋势,生产过程CaO/Fe值控制在0.28-0. 33较有利于炉体安全和正常生产;渣中SiO_2含量控制在2.0%～2. 5%有利于杂质铅的造渣脱除,除铜铣自身夹带SiO_2量外,需要量可在入炉锢锍粉中添加一定粒度的石英砂补充;渣温控制在1 250～1 280℃对杂质铅脱除影响小,低渣温操作更有利于减缓炉内耐材的冲刷和延长炉体使用寿命。     

三连炉直接炼铅工艺取消电热前床合理性分析

对比了三连炉工艺和氧气底吹-鼓风炉还原炼铅工艺的铅、铜、锌回收率,分析了三连炉工艺取消电热前床的合理性和可行性,同时考察了三连炉法CaO/SiO_2和Fe/SiO_2对终渣中Cu含量的影响。     

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。     

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%。     

顶吹吹炼炉的渣率分析与优化思路

对澳斯麦特顶吹吹炼炉处理冰铜产粗铜工艺过程的渣率进行分析,结合FeO—SiO_2渣型与FeO—CaO渣型对吹炼过程的渣率进行理论计算,分析结果显示,FeO—SiO_2渣型脱铅能力强,但该渣型夹杂金属铜颗粒严重;FeO—CaO渣型粘度小,有利于渣中金属铜颗粒的沉降分离,但该渣型脱铅能力差,铅入粗铜将导致阳极炉脱铅压力大。     

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。     

高铅渣直接还原过程的PbO-FeO_x-CaO-SiO_2-ZnO多元系相平衡

高铅渣直接还原炼铅工艺的基本渣系为PbO-FeO_x-CaO-SiO_2-ZnO多元系。实际熔炼过程中熔渣组分特别是PbO,ZnO含量是不断变化的,其挥发迁移对炉渣成分、物理化学性能以及对还原过程顺行都起关键作用。本研究以直接还原炼铅工艺过程中的PbO-FeO_x-CaO-SiO_2-ZnO渣为研究对象,采用FACTSage软件计算了特定温度下高铅渣的相平衡,并结合熔融实验及X射线衍射仪(XRD)等分析手段对其进行了验证。相平衡分析显示,对不同铅含量的高铅渣,在700~1100℃温度范围内,均为固液两相共存区,主要的析出固相为长石系、橄榄石系、尖晶石类及单一氧化物。XRD分析结果表明,当炉渣w(CaO)/w(SiO_2)为0.40,w(FeO)/w(SiO_2)为1.54时,在900~1100℃范围内体系析出的主要复杂相为尖晶石类、橄榄石型、硅钙石、Fe_2O_3、Fe_3O_4以及长石(Pb,Ca)_2(Fe,Zn)Si_2O_7。     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3系精炼渣的活度计算模型

精炼渣系对钢中夹杂物的演变与去除有着重要影响,渣金反应导致铝脱氧钢中大量形成MgO-Al_2O_3夹杂物,危害钢材的表面质量与疲劳性能.为了降低渣中MgO的反应性,文中依据分子离子共存理论,建立了CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系精炼渣的活度计算模型,利用该模型,计算分析了渣中MgO含量、SiO_2含量、CaO/Al_2O_3和CaO/SiO_2对渣中MgO活度的影响规律.结果表明,增加Si O2含量可显著降低MgO活度.当MgO含量为10%时,控制CaO/Al_2O_3小于1和CaO/SiO_2小于0.6可有效降低MgO活度.     

炉渣反应平衡对钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究

高强度低合金钢为了控制钢中硫含量,生产过程中采用高碱度、低氧化性精炼渣,致使钢中生成尺寸较大的塑性夹杂物,严重影响钢材质量。炉渣组成对钢中夹杂物有很大影响,文章介绍了采用钢-渣平衡的方法对五种渣系(不同CaO/SiO_2和Al_2O_3%)钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究。结果表明,钢-渣反应平衡后,顶渣中Ca O/SiO_2在1.93~4.54,Al_2O_3 %在21%~30%;钢中T.O在7×10~(-6)~19×10~(-6);钢中夹杂物呈球形,绝大多数尺寸在5μm以下,类型为Al_2O_3-Si O2-CaO-MgO系,部分夹杂物中含有少量MnO。当顶渣中Al_2O_3含量一定时,随着顶渣中(CaO+MgO)/SiO_2提高,T.O下降;夹杂物中MnO含量降低,CaO/Al_2O_3增加。当顶渣CaO/SiO_2一定时,随着渣中Al_2O_3含量的提高,T.O增加;夹杂物中Al_2O_3含量增加,CaO含量也相应增加,CaO/Al_2O_3变化不大,约在1,夹杂物中MgO含量和MgO/Al_2O_3下降。随着钢中T.O含量的增加,夹杂物的数量呈上升的趋势;钢中出现大尺寸夹杂物的几率增加。     

高锌含量下ZnO-FeO-SiO2-CaO-Al2O3渣系黏度研究

ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃是铅锌火法冶炼过程中重要渣系,本文研究高锌含量下ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃渣系的黏度,为进一步优化铅锌氧化渣还原熔融设计提供理论支撑。研究过程中采用内旋转圆柱法测量了不同组成成分下ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃渣系的黏度,采用傅里叶红外光谱仪测定了高温淬冷渣的结构,并计算了不同熔渣成分下的表观活化能。研究结果表明：初始ZnO含量(16%～32%)的增加可降低ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃系炉渣黏度;进一步增加ZnO含量(>36%)则会使黏度大幅增加;当ZnO含量为36%时,温度较高(>1 623 K)时,Fe/SiO₂和CaO/SiO₂的增加可以降低炉渣黏度,但随着温度的降低,Fe/...     

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。     

不同碱度低氧化铝精炼渣对弹簧钢夹杂物成分的影响

为了优化55SiCrA弹簧钢中夹杂物的组成和形态,采用热力学软件Factsage分别研究了CaO、SiO_2含量对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO与CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系相图低熔点区域面积的影响,研究结果表明:随着CaO和SiO_2含量的增加,CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系相图低熔点区域面积分数逐步增大;在CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系中,当CaO的质量分数为40%,SiO_2的质量分数为50%时,对应相图的低熔点区域面积最大。同时,研究了不同碱度的精炼渣对钢样中夹杂物的影响,结果表明:当精炼渣的Al_2O_3含量相同时,随着精炼渣碱度的增大,夹杂物中Al_2O_3的含量不断增加,其成分逐渐偏离低熔点区域。当精炼渣中Al_2O_3的质量分数为8%,碱度为1.2时,可得到低熔点的塑性夹杂物,形貌多为球形,尺寸在5μm以下。     

降低铅锌密闭鼓风炉熔炼四氧化三铁影响的生产实践

密闭鼓风炉在熔炼铅锌烧结块过程中,Fe_3O_4往往会随着熔炼的过程进行而析出,炉底、侧壁及前床各部出现沉积,当其大量产生时会对正常生产造成严重影响。通过适当的调整SiO_2的配比(21%～25%),以减缓鼓风炉中Fe_3O_4的含量,选择并合理控制熔炼渣型(Fe31%～35%、SiO_233%～36%、CaO11%～13%;SiO/Fe≈1.13)以及结合精细操作,可有效的降低Fe_3O_4对铅锌密闭鼓风炉的危害。     

CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3脱磷渣系中组元活度的计算

2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5含磷固溶体的生成可提高转炉液相渣的脱磷能力,减少渣量.但目前CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3渣系中各组元活度的变化规律尚不明确,无法为分析含磷固溶体的形成机理提供理论依据.为此,本文依据分子离子共存理论建立了熔渣组元的活度模型,分析了不同条件下组元活度的变化规律.结果表明:随渣中Al_2O_3含量的增加,2CaO·SiO_2、3CaO·P_2O_5、3FeO·P_2O_5的活度逐渐降低;随着碱度的增大,3CaO·P_2O_5的活度升高,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5的活度则呈先升高后降低的趋势;随着渣中FeO含量的增加,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5及CaO·Al_2O_3的活度逐渐增大,并在w(FeO)为15%时达到最大值,之后逐渐降低;升高温度会导致CaO、3CaO·SiO_2的活度增大,2CaO·SiO_2的活度降低.     

FeO—Fe2O3—CaO—ZnO—SiO2系熔渣中ZnO的活度系数

用试验的方法测定了符合铅冶炼厂实际的人造熔渣中各组成含量变化时 ZnO 的活度系数,并得出回归方程。高 CaO 渣对脱锌有利,而 Na_2O 的烟化脱锌效果更好。     

连铸中间包钢水中夹杂的清除

为了降低钢水中氧含量,研究了中间包保护渣成分。工业试验表明,高碱度保护渣(CaO/SiO_2≥11.0)降低氧含量比低碱度保护渣(CaO/SiO_2=0.83)强烈。估算了中间包中氧化脱氧速率。为弄清连铸时氧浓度的特点和预报氧浓度的变化,改进了脱氧数学模型。讨论了各因素对氧浓度变化的影响。     

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。