钙盐在硫酸渣直接还原同步脱硫中的作用及机理，北京 100083

研究了不同种类还原剂和钙盐脱硫剂组合对硫酸渣直接还原焙烧同步脱硫效果的影响.利用X射线衍射和扫描电镜对不同组合条件下所得焙烧矿进行了分析.硫酸渣中的黄铁矿和镁橄榄石与不同种类的钙盐脱硫剂在高温还原气氛中发生反应,生成金属铁和种类不同的含硫矿物硫化钙或硫硅钙石,通过磨矿-磁选的方法将金属铁与含硫矿物分离,从而达到一定的脱硫效果.不同还原剂和脱硫剂组合所得焙烧矿中含硫矿物存在状态不同,而且与金属铁之间的嵌布关系也不同.      

高铅渣还原清洁炼铅试验研究

对底吹氧化炉产出的高铅渣进行了固体还原剂煤的还原试验,主要考察煤比、还原温度、还原时间、钙硅比、铁硅比等对还原的影响。并对不同还原渣的密度、熔点等进行测定。结果表明,优化的工艺参数为:煤比3.25%³.50%、还原温度1 225℃、还原时间30min。在上述还原条件下,渣中铅含量小于2%,锌85%富集在渣中。     

还原剂与脱硫剂对硫酸渣直接还原焙烧同步脱硫的影响

研究了还原剂云南煤和脱硫剂SH对硫酸渣在直接还原焙烧过程中提铁降硫效果的影响.采用X射线衍射与扫描电镜方法分析了云南煤与脱硫剂SH的作用机理.结果表明:在高温还原气氛下,硫酸渣中的黄铁矿生成具有挥发性的气态单质硫和气态羰基硫、金属铁和非磁性的陨硫铁;硫酸渣中的赤铁矿和磁铁矿则被还原为金属铁;云南煤对硫酸渣在焙烧过程中的脱硫效果比较明显,但无法达到要求的指标;添加脱硫剂SH可以进一步降低还原铁中的硫,其机理是脱硫剂与硫酸渣中的黄铁矿在直接还原焙烧过程中反应生成金属铁和没有磁性的硫化钙,通过磨矿-磁选的方法将硫化钙与金属铁分离,从而达到脱硫目标.      

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.      

包头含铌铁精矿选择性还原试验

 采用兰炭为还原剂,利用罐式选择性还原的方法处理铌铁精矿,研究不同还原条件时金属化率的变化规律,利用扫描电镜观察铌的赋存形式,利用电炉熔分脱铁的方法处理还原后的铌铁精矿,考察铌氧化物的富集程度。研究结果表明,当温度为940～970 ℃时,还原2.5 h时铌铁精矿中铁氧化物金属化率可达85%以上,在还原过程中,铌氧化物不被还原成金属铌;铌主要以含钛、铁硅酸盐形式存在于还原后团块中;熔分获得金属铁和富铌渣,富铌渣中铌氧化物是原矿的1.55倍。     

液态高铅渣直接还原试验研究

以豫光氧气底吹炉所产高铅渣为原料,配入碳质还原剂,在高温熔融态下还原高铅渣中的铅,并对还原过程进行了系统研究。结果表明,最佳还原条件为:还原温度1 150℃、还原时间1 h、还原剂率3.5%。在上述条件下,高铅渣还原进行得较彻底,渣含铅可降到3%左右。     

赤泥提铁研究进展

我国赤泥堆存量已超过10亿t,主要类型为拜耳法赤泥,该赤泥中含铁量高达30%以上,是经济价值较高的铁资源。目前回收赤泥中铁资源的方法主要是高温还原焙烧-磁选,还原剂以固态碳基还原剂和气基还原剂为主,需大量能耗和成本。我国是农业大国,主要农作物秸秆年产量在7亿t以上,这些生物质具有碳中性、反应活性高、灰分含量低、储量高、可再生等优点,而且热解温度远远低于固态碳质还原剂,其还原三价铁的温度仅为300～800℃,属于低温热解,采用生物质还原焙烧赤泥可大幅降低能耗和成本。本文重点对固态碳质还原剂、气基还原剂和生物质还原剂还原三价铁的参数进行对比,并详细阐述了生物质热解过程及还原赤泥中Fe₂O₃的机理,认为生物质还原焙烧-磁选技术可以实现赤泥和农业秸秆等固体废弃物的减量化和高值化利用,具有极高的经济价值和环境效益。最后对未来研究赤泥中铁资源回收提出以下建议：加强探究技术耦合实现赤泥产业化处置;回收利用生物质热解产气及热量;探究尾渣综合利用途径;增强对铁铝矿物的分离研究,以实现铁精矿的连续动态化生产。     

富铅渣熔融还原加料工艺研究

以铅含量为15%的富铅渣为原料,研究了碳直接还原液态富铅渣工艺制度。系统考察了加料方式、还原剂种类与加入量对富铅渣液态还原过程的影响。结果表明：采用还原剂与富铅渣混合配料进行还原效果较好,半焦还原性能优于褐煤。当采用褐煤进行还原时,焦率为3%,还原终渣含铅可低于1%。     

含铌铁精矿煤基直接还原过程中铌的行为研究

以含铌铁精矿为研究对象,采用固态煤作还原剂还原焙烧,再经磁选得到还原铁产品.在不同焙烧温度、还原剂用量、助熔剂用量条件下,分别以褐煤和无烟煤为还原剂,研究了各因素对直接还原焙烧-磁选结果的影响,考察焙烧过程中铌分别在渣相和金属相中的分布.试验结果表明,1200℃时80％的铌矿物进入尾矿中;而1300℃时添加助熔剂TS2用量10％条件下,90％铌矿物在直接还原焙烧-磁选得到还原铁产品中富集.     

有色金属硅酸盐炉渣提铁工艺研究

以金川镍闪速炉渣为原料,在高温熔融态下加入碳质还原剂以及钙质熔剂,还原渣中的铁及其它有价金属,并对还原过程进行了系统研究。结果表明,最佳还原条件为:还原温度1 550℃,还原时间1 h,还原剂率20%,熔剂率40%,在上述条件下,铁的直收率可达91.36%,还原过程中金属铁的平衡率可达98.33%。     

电炉熔分还原制取高钒生铁所用还原剂的优化

针对钒钛磁铁矿金属化球团电炉熔分还原过程中出现泡沫渣的问题,对常用还原剂焦炭、硅、铝、电石等进行了热力学分析,结果表明采用电石作还原剂对消除泡沫渣是有利的。运用FACTSage软件计算了电石的还原效果,并分析了温度、碱度、还原剂量及金属化率对铁液中各元素质量分数的影响。将电石与焦炭的还原效果进行了对比,提出了分阶段应用焦炭及电石作为还原剂的工艺构想。     

锰矿合金化探讨

通过分析锰矿的性质及还原机理,提出了少渣炼钢、高拉碳补吹、外加还原剂、配加锰矿等顶吹转炉内锰矿直接合金化的措施。     

不锈钢渣熔融还原中铬在铁浴和熔渣间的分配行为研究

通过正交试验考察不锈钢渣铁浴熔融还原中反应温度、炉渣碱度、渣中Al2O3含量及铁水初始铬含量对铬在铁浴和碱性炉渣间分配行为的影响。试验在石墨坩埚内进行,还原剂为碳饱和铁水中的碳。试验结果表明,对影响渣中铬还原因素的显著性顺序依次为:炉渣碱度>渣中Al2O3含量>铁水初始铬含量>反应温度。此外采用模式识别方法对试验样本进行聚类分析和优化,以获得对渣中氧化铬还原的最佳参数。     

Activity model of CaO-SiO2-AleO3-V2O3 quaternary system

根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型。应用该模型计算出的活度数据,对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析。用此活度数据计算了Al作还原剂时渣的平衡成分。计算结果表明,渣中V2O3的质量分数极低,直接合金化的热力学条件好,钒的理论最大还原率高。通过计算钢中或渣中的各种还原剂还原渣中V2O3的ΔG和LV,表明在炼钢工艺常用的所有还原剂中,Al的还原能力最强。     

CaO-SiO_2-Al_2O_3-V_2O_3四元系活度模型

根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型。应用该模型计算出的活度数据,对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析。用此活度数据计算了Al作还原剂时渣的平衡成分。计算结果表明,渣中V2O3的质量分数极低,直接合金化的热力学条件好,钒的理论最大还原率高。通过计算钢中或渣中的各种还原剂还原渣中V2O3的ΔG和LV,表明在炼钢工艺常用的所有还原剂中,Al的还原能力最强。     

从炼钢废渣中回收铁与锰

印度巴罗达市的巴罗达大学工程技术学院的研究表明一炼钢炉渣采用还原剂如铁一畦、铝、钙一硅及石墨等可将渣中金属氧化物还原为金属。用钙一胜还原钢渣中的FeO．其还原速率为O．49g／min。用铝来还原渣中的FeO和MllO，其还原速率分别为O．3O7和O．3g／min。在所采用的还原剂中，以铝还原FeO的效率为最高，达77％～83％，但铝不是经济的还原剂。用铁一硅作还原剂，可将钢渣中6456～66％的FeO还原。若铁一硅与钙一硅联合使用，其效果更佳，这时还原剂的耗费并没增加，而还原率却大大提高。二者用量之比为5．2：1。金属氧化物还原基本为…     

砷钙渣碳热还原分解热力学分析及试验研究

运用热力学计算软件HSC Chemistry 6.0对砷钙渣碳热还原分解反应进行热力学分析,发现还原气氛下可有效降低CaSO_4、Ca_3(AsO_4)_2的分解温度。根据分析结果在管式炉中进行砷钙渣碳热还原分解试验,并考查反应温度、还原剂量、反应时间对砷钙渣分解的影响。试验结果表明,在温度1 200℃、还原剂量25%、反应时间3h最优条件下,砷挥发率93.75%,脱砷渣中CaO含量78.87%。     

钒渣熔态选择还原的研究

用X光衍射分析、矿相鉴定、扫描电子显微镜等技术,研究钒渣的物相结构后认为,钒渣的主要相有钒尖晶石、铁橄榄石与金属铁。在高溫炉内研究了钒渣熔态还原的规律,其主要影响因素有:还原剂加入量、炉渣碱度和还原温度。用选择还原法可以使钒和钛与铁粗分离,这一生产工艺应分为两步:首先用碳还原钒渣中的氧化铁和分离金属铁得到“预还原钒渣”;其次用硅铁和碳还原“预还原钒渣”,通过条件控制得到高钒低钛的钒合金剂。这种钒合金剂可以满足生产高强度合金钢的要求。     

还原剂品位对钒铁冶炼渣中钒损及合金成分的影响

分析了低品位工业纯铝还原制备钒铁合金的过程影响因素,考察了不同品位还原剂的主要成分及其对不同牌号钒铁合金制备过程渣中钒损及合金成分的影响。研究结果表明:工业纯铝品位的降低对不同牌号钒铁合金渣中钒含量影响不大,当还原剂纯度分别为99.8%、99.5%和99.0%时,Fe V50三期渣中TV含量范围分别为0.35%~0.37%,0.67%~0.71%,1.15%~1.20%,Fe V80三期渣中TV含量范围分别为0.20%~0.25%,0.55%~0.59%,0.99%~1.07%;合金C、Si、P、Mn含量随还原剂品位的降低而升高,当工业纯铝品位从99.8%降低至99.0%时,Fe V50和Fe V80合金A级品率分别从100%和95%降低至80%和60%。     

CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型及其应用

根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型,应用该模型计算出的活度数据,对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析.用此活度数据计算了Al作还原剂时渣的平衡成分,计算结果表明渣中V2O3的含量极低,直接合金化的热力学条件好,钒理论最大还原率高.通过该活度数据计算钢中或渣中的各种还原剂还原渣中V2O3的△G和Lv,计算结果表明Al是所有还原剂中还原能力最强的.