加入聚乙烯的含碳铁矿球团的直接还原

以包头地区褐铁矿和无烟煤为主要原料,加入聚乙烯颗粒制成含碳铁矿球团,直接还原制备珠铁. 考察了还原温度、还原时间、配碳量及聚乙烯加入量对含碳铁矿球团直接还原的影响. 结果表明,影响含碳铁矿球团还原率的因素为还原温度、还原时间、配碳量、聚乙烯加入量. 最佳还原条件为C/O摩尔比1.2,加入聚乙烯量4%(w), 1350℃下保温5 min. 该条件下产物还原率最高,达99.87%. 加入一定量聚乙烯可缩短球团还原时间、降低还原温度、提高还原效率. 添加2% CaF2不仅使渣铁分离效果明显,且分离的渣可自然粉化,有利于筛分得到高品质珠铁.     

钒钛磁铁矿含碳球团转底炉直接还原实验研究

对转底炉直接还原钒钛磁铁矿新工艺进行了实验研究,将钒钛磁铁矿精矿粉与煤粉等混合,采用压球机压球,并用石油液化气同空气混合燃烧牛成的热烟气干燥生球,通过正交实验考察C/O、焙烧时间和焙烧温度3个因素对金属化率与抗压强度的影响,得出最优的实验方案是:C/O为1.3,焙烧温度为1330℃,焙烧时间为25-min.通过XRD分析发现在金属化率较高的球团中存在假板钛矿.     

转炉尘泥含碳球团还原动力学研究

在1473~1573K的N2保护气氛下,通过还原失重实验研究了转炉尘泥所制含碳球团的还原特性.结果表明,还原得到的金属化球团全铁(TFe)在67%以上,金属化率(ηFe)在72%以上,可以作为高炉冶炼的原料;转炉尘泥所制含碳球团在0~100s时间内,反应分数受温度影响较小,在100s以后,受温度的影响逐渐增大,温度越高其值越大,转炉污泥球团还原反应分数随温度的变化更明显,反应结束时间在500s左右,比转炉细灰球团要早大约100s.含碳球团还原速度可由Mckwan方程所表达,还原速度由界面或局部反应控制.根据Arrhenius方程可以计算得出转炉细灰含碳球团的还原反应活化能为74.64kJ/mol,转炉污泥含碳球团的还原反应活化能为77.48kJ/mol.     

锰矿粉微波加热还原脱磷

用微波在封闭体系中对含碳锰矿粉进行加热,有利于磷的还原和气化脱除.在含碳锰矿粉C:O摩尔比1.06、碱度1.27的条件下,研究了1000,1100,1200和1300℃还原物料的脱磷率.实验表明,固态还原脱磷率可达40%～60%.微波加热温度越高,保温时间越长,物料还原率越高,含碳锰矿粉还原脱磷效果越好.     

热压含碳球团自还原过程限制性环节的实验研究

在传热条件一定的前提下,于900～1150℃反应温度范围内进行了热压含碳球团的自还原实验.通过分析热压含碳球团还原失重和产物气体的变化规律,阐述了热压含碳球团的自还原机理.结果表明,热压含碳球团的自还原可用多孔物料反应模型进行描述.整个过程分为两个阶段,第一阶段还原速率明显大于第二阶段.在本研究条件下,热压含碳球团自还原过程两个阶段的限制性环节均为气体通过还原产物层的内扩散.     

弱氧化性气氛下尘泥含碳球团的还原动力学

在1348~1573 K温度范围内,在弱氧化性气氛下还原尘泥含碳球团,通过动力学实验和还原机理分析,得出影响尘泥含碳球团还原速度的限制性环节为界面反应或局部反应,反应活化能为111.66 kJ/mol,还原速度可由Mckewan方程1-(1-R)1/3=kt表达. 随温度升高,反应速率增大,金属化率和脱锌率提高,金属化率和脱锌率1573 K时最高,分别为79.92%和97.83%, 1348 K时最低,仅为60.17%和75.25%.     

生物质还原磁化褐铁矿的实验研究

研究了广西崇左褐铁矿磁性转化和还原机理. 通过生物质与褐煤焙烧还原褐铁矿的对比实验,考察了焙烧温度、焙烧时间、原料配比等工艺条件对矿物磁性的影响. 结果表明,生物质还原的最佳焙烧温度为650℃左右,焙烧时间30 min,生物质用量为15%~20%. 结合XRD分析结果,确定以褐煤及生物质还原铁矿主要得到磁性Fe3O4及g-Fe2O3,温度高时易转化成硅酸铁,影响后续磁选回收铁.     

硼铁精矿含碳球团还原过程数学模型

通过等温热重实验分析CO/CO2/N2气氛中硼铁精矿还原和无烟煤气化的动力学特性,求得Fe3O4→Fe O和Fe O→Fe两个还原阶段及碳素溶损反应的活化能分别为74.72,65.74与194.72 k J/mol.建立了硼铁精矿含碳球团还原过程数学模型,并通过实验验证了模型的准确性.考察了球团尺寸、孔隙率、反应活化能对金属化率的影响,结果表明,球团尺寸从φ16 mm×8 mm增加至φ32 mm×16 mm,前期还原速率降低,但最终金属化率从85%上升至99.4%;球团孔隙率对还原过程影响较小;碳素溶损反应活化能上升抑制还原进行,但对最终金属化率没有影响,而当界面还原活化能从初始值的0.95倍上升至1.05倍时,不仅反应速率下降,最终金属化率也从99.59%降低至94.81%.从活化能对还原过程影响推断,反应前期还原过程受碳气化和铁氧化物还原联合控制,后期为铁氧化物还原反应控制.     

褐铁矿的煤泥球团直接还原

以煤泥为还原剂,考察了其种类及用量、还原温度与时间以及CaCO3添加量等对褐铁矿中铁氧化物直接还原的影响,研究了不同条件下还原产物中铁矿物的存在形式,考察了添加剂用量对含碳球团熔融分解的影响. 结果表明,煤泥C还原效果最好,其用量30%,CaCO3添加量3%,在1250℃下直接还原30 min,含碳球团金属化率达94.02%. 铁在产物中主要以金属铁颗粒存在,粒度多大于30 mm,添加3% CaCO3使渣铁分离效果明显,有利于产物分离. 表明煤泥是一种良好的褐铁矿还原剂.     

纯褐铁矿球团焙烧工艺及其影响因素研究

为解决纯褐铁矿球团焙烧强度低,不能投入生产的难题,采用响应曲面法对纯褐铁矿球团进行优化实验设计.基于Box-Behnken实验设计,建立用于球团抗压强度预测的多元回归模型,以焙烧温度、焙烧时间、膨润土含量为影响因素;球团抗压强度为响应值,将其与影响因素相关联,根据方差分析(ANOVA),确定每个实验设计响应的最大影响因素,优化实验条件.得到球团抗压强度最佳焙烧工艺为:膨润土含量1.479％、焙烧温度1284.684℃、焙烧时间18.870 min.最佳条件下的纯褐铁矿球团抗压强度为1431.8 N/P,与响应目标值1483.777 N/P相近,相对误差仅为3.50％,表明响应曲面法预测的模型具有准确性和可靠性.同时发现膨润土含量不会对褐铁矿结晶水脱附过程产生影响,有望为钢铁企业褐铁矿球团焙烧工艺提供有价值的技术基础.     

钒渣钙化焙烧参数对钒浸出率的影响

在分析钒渣(V2O3 8.07%)钙化焙烧过程反应机理的基础上,采用钙化焙烧-酸浸法研究了钙化焙烧过程中CaO/V2O3(质量比)、焙烧温度、焙烧时间对钒浸出率的影响. 结果表明,焙烧温度在600~900℃之间时,V2O5等钒氧化物可与CaO发生反应,形成以CaV2O6, Ca3V2O8, CaV3O7为主的钒酸钙. 当CaO/V2O3由0.48提高到约1.125时,钒浸出率由55.3%提高到69.2%,当CaO/V2O3>1.125时,钒浸出率开始下降. 焙烧温度由750℃提高到825℃时,钒浸出率由56.3%提高到69.7%,温度进一步升高,物料开始烧结,浸出率逐渐下降. 随焙烧时间延长,钒浸出率逐渐提高,2 h后达最大;时间继续增加,钒浸出率会因物料间发生二次反应而下降.     

高纯度氧化锂制备工艺研究

为制备出高纯度氧化锂,首先从单水氢氧化锂与过氧化氢的摩尔比、反应温度、乙醇与过氧化氢体积比三个方面对锂回收率的影响进行研究,得到合成过氧化锂的最佳工艺条件;然后在过氧化锂热分解过程中,从焙烧温度、焙烧时间对锂转化率的影响进行分析,从而得到了最佳焙烧条件;最终得到合成高纯度氧化锂的最佳工艺条件。     

硫酸化焙烧-水浸处理废稀土荧光粉工艺

针对当前废稀土荧光粉综合回收利用率低、不当处理造成环境污染严重等问题,采用硫酸化焙烧?水浸法处理废稀土荧光粉,考察了焙烧温度对物料形态的影响及焙烧温度、浓硫酸添加量对稀土氧化物浸出效果的影响,并对该工艺进行了初步环保评估。结果表明,在焙烧温度300℃、时间120 min、浓硫酸与废粉质量比为1.85及浸出温度25℃、时间120 min、液固质量比2:1的条件下,4种稀土氧化物的回收率分别为Y2O3 98.82%, Eu2O3 97.39%, CeO2 96.58%和Tb4O7 98.77%。硫酸化焙烧可使稀土分解为可溶性的硫酸盐和磷酸盐,并保证渣为环保的低放渣。浓硫酸添加量对4种稀土氧化物浸出率影响较大,焙烧温度对CeO2和Tb4O7浸出效果影响显著,在浓硫酸与废粉质量比1.85、浸出温度25℃、时间均为120 min的条件下,CeO2和Tb4O7的浸出率分别由焙烧温度200℃时的40.18%和37.18%提高至300℃时的96.58%和98.77%。稀土荧光粉在300℃下焙烧不会产生SO2和SO3等有害气体,焙烧过程中放出的气体主要为水蒸气和挥发的硫酸,物料失重约为10%。该工艺避免了焙烧过程中产生大量含硫、含氟、强酸性废气及难溶解的焙烧废渣,同时减少了环境污染及部分稀土资源浪费,具有广阔的工业应用前景。     

催化湿式氧化山梨酸生产废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分通过对Cr2O3的复合和掺入电子助剂La2O3的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理山梨酸生产废水的复合催化剂。考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明:优化制备的CuO-Cr2O3-La2O3/TiO2催化剂,用于处理山梨酸生产废水时具有良好的催化活性和稳定性,在θ=220℃,p(O2)=2.5 MPa,反应时间t=120 min,山梨酸生产废水初始CODCr=10 030 mg/L条件下CODCr去除率达到96.6%,而在相同条件下未加催化剂的湿式氧化CODCr去除率只有60.8%。     

碳酸钠焙烧铝系钒铁炉渣共提取钒与铝

通过对铝系钒铁炉渣碳酸钠焙烧-水浸全过程的矿物分析、热力学计算及对比实验,研究了炉渣中钒、铝同步转化、溶出的机理与规律. 结果显示,焙烧进程中渣中镁铝尖晶石MgO×Al2O3相、CaO×2Al2O3相逐渐消失,MgO相生成,并生成碱熔相Na2O×Al2O3和钒酸盐. 随焙烧温度及时间增加,Na2O×Al2O3和钒酸盐相明显增多,钒、铝溶出率增加. 焙烧熟料经水浸后,液相呈碱性,钒、铝分别以可溶性钒酸钠和铝酸钠的形式进入水相,固相残留物为少量未反应的镁铝尖晶石及新生成的MgO和Ca(OH)2. 在磨矿粒度<75 mm、配碱系数1.0、焙烧温度1000℃及焙烧时间4 h的优化条件下,钒的溶出率可达90%,铝的溶出率可达75%.     

高铝粉煤灰碳酸钠焙烧与酸浸提铝的动力学

以内蒙古高铝粉煤灰(Al2O3/SiO2质量比1.24)为原料,采用Na2CO3焙烧活化-盐酸浸取法提铝,考察了焙烧温度、时间和碳酸钠/粉煤灰质量比的影响,对焙烧活化及酸浸提铝动力学进行研究,分析了提铝机理. 结果表明,高温活化条件下,粉煤灰中的莫来石及SiO2与Na2CO3反应生成NaAlSiO4, Al2O3和Na2SiO3,酸浸后铝浸出率超过94.99%;活化过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein模型,表观活化能为117.06 kJ/mol,活化反应受固膜扩散控制.     

改性对高钛渣酸解性能的影响研究

以碳酸钠为改性剂,研究了改性剂配比、焙烧温度和焙烧时间对高钛渣酸解性能的影响。研究结果表明焙烧改性的适宜条件：焙烧温度为850 ℃,碳酸钠与高钛渣质量比为0.7,焙烧时间为3 h。对改性后的高钛渣进行酸解,在溶解温度为60 ℃、溶解时间为4 h、固液质量比为1∶6条件下,钛的溶出率可以达到97.48%。     

羰基镍粉焙烧制备高纯度微米氧化亚镍粉体的研究

以羰基镍粉为原料,采用焙烧法制备了氧化亚镍,并将其球磨后得到微米粉体。采用热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）研究了羰基镍粉在空气气氛中加热时的氧化行为,利用激光粒度分析仪、等离子体光谱仪、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）等分析了样品结构、成分和形貌。结果表明：空气和氧气两种气氛对产物纯度影响不明显。在两种载气条件下,通过优化焙烧温度和焙烧时间（焙烧温度为700 ℃、焙烧时间为2 h、载气流量为1.5 L/min）,羰基镍粉可直接焙烧制备得到纯度为100%、结晶度高的面心立方体氧化亚镍,球磨后得到粒度为4~19 μm的类球形微米氧化亚镍粉末。制备过程具有工艺简单、环境友好的特点。