铜渣在CO2-CO混合气体中焙烧实验研究

铜渣是极有价值的冶金二次资源,铜渣的主要矿物成分是铁橄榄石、磁铁矿、铜锍及一些脉石组成的无定形玻璃体.本实验基于热力学分析,用CO₂和CO混合气体来控制体系内的氧势来焙烧铜渣样品.在600℃~9000℃时,焙烧产物为单质铁,此时是混合气体起还原作用.在1000℃,焙烧渣中重新出现了FeO,说明CO₂-CO混合气体体系中产生的氧起了作用.在1100℃时,焙烧4h,焙烧渣中产生了Fe₃O₄,此时焙烧铜渣磁选后全铁含量94.35%,铁的回收率达到了90.8%.在600℃~1100℃,适当条件下焙烧时,铁橄榄石的物相变化为:2FeO·SiO₂→FeO+SiO₂→Fe→FeO→Fe₃O₄, 铁的回收率是随着温度的升高而升高的.在适当范围内, 延长焙烧时间、增大分压比都有利于Fe₃O₄的生成.      

含铁氰渣磁化焙烧回收铁精矿

以铁含量为35%的氰渣为研究对象,研究了焙烧温度、焙烧时间及碳氧比对煤基磁化焙烧过程的影响,并采用化学分析、XRD、SEM、热重分析等分析手段对含铁氧化物的转变过程进行表征。随着焙烧温度的提高,铁氧化物的物相转变过程为Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO。随着磁化焙烧焙烧时间的延长,尾渣中的Fe₂O₃首先被C还原为Fe₃O₄,还原得到的Fe₃O₄可被空气中的O₂重新氧化为Fe₂O₃。碳氧比较低时,磁化率接近2.33;当碳氧比超过3时,过量的煤与尾渣混合,Fe₂O₃还原反应不完全;在焙烧温度645℃、焙烧时间45 min、碳氧比3的优化焙烧条件下,得到焙烧矿的磁化率为2.34。     

硅钢高温氧化铁皮的显微结构表征

利用电子探针面分析、状态分析及电子背散射衍射相分析技术研究硅钢高温氧化铁皮的显微结构。电子探针面分析可以直观的看出元素的分布状态,初步判断氧化铁皮的结构,而状态分析可以准确表征常规氧化铁皮中铁元素的状态,对于合金元素富集区域则通过电子背散射衍射相分析技术来标定。结果表明,高温氧化铁皮的结构主要有4层,即最外层为厚度约为10 μm的Fe₂O₃相,次外层为Fe₃O₄相,中间层为FeO相上分布有颗粒状的Fe₃O₄相,最内层为FeO相和Si元素富集的Fe₂SiO₄相。其中Fe₂SiO₄层的分布特征与加热温度密切相关:1 100 ℃时,Fe₂SiO₄相呈颗粒状,弥散分布在FeO层;1 200 ℃时,Fe₂SiO₄相呈液态,侵入基体和疏松的FeO层,且沿着FeO晶界呈网状分布。     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO-Cr2O3渣系中铬尖晶石析出行为的热力学计算

不锈钢渣中铬赋存在尖晶石相中,可防止Cr⁶⁺浸出。将不锈钢中重金属Cr选择性富集、稳定化,有利于提高不锈钢渣综合利用率。本文基于熔渣非平衡凝固理论,研究了碱度、MgO及FeO含量对CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-FeO-Cr₂O₃不锈钢渣体系凝固过程中尖晶石相析出温度、析出量及化学组成的影响。计算结果表明：CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-FeO-Cr₂O₃渣析出相主要有Ca₂SiO₄、Ca₂MgSi₂O₇、Ca₂Al₂SiO₇、尖晶石相等。MgCr₂O₄尖晶石析出量随碱度增加而逐渐增大,提高碱度可抑制FeCr_2...     

碱式氧化焙烧-水浸-还原法从电镀污泥中制备三氧化二铬

电镀污泥中铬主要以氧化物或氢氧化物形式存在,氧气气氛中以Na₂CO₃为添加剂对电镀污泥进行焙烧,并对焙烧渣进行水浸处置,最后加入Na₂S还原,可实现铬资源的高效回收。结果显示：O₂流量40 mL/min条件下,焙烧过程中控制Na₂CO₃添加量100%、焙烧温度700℃和焙烧时间90 min,焙烧渣水浸工艺中铬浸出率可达97.8%,一定范围内,增加Na₂CO₃添加量、提高焙烧温度和延长焙烧时间,可促进Cr由尖晶石相(FeCr₂O₄和AlCr₂O₄)转变为Na₂CrO₄,使铬浸出率提高;Na₂CrO₄浸出液Na₂S还原工艺中,在60℃条件下,控制还原反应物料比n(CrO₄^2-)/...     

高铁赤泥熔融还原过程中钠铝硅的行为研究

随着氧化铝行业的发展,国内堆存了大量高铁赤泥。赤泥的堆存不仅增加氧化铝企业生产成本,还会造成环境污染,同时高铁赤泥中的金属资源未有效回收。本文采用熔融还原法处理高铁赤泥,通过对还原渣进行成分分析、物相分析以及微观形貌分析,研究了赤泥熔融还原过程中Na、Al、Si 3种元素的行为变化,为赤泥熔融还原渣水泥化提供理论依据。结果表明,赤泥中的Na元素由NaAlSiO₄转化为NaCaAlSi₂O₇留在了尾渣中,Al元素多以3CaO·Al₂O₃转化为尾渣中的NaCaAlSi₂O₇、Ca₂Al(AlSi)O₇等,Si元素则是从Ca₂SiO₄转化为NaCaAlSi₂O₇、Ca₂Al(AlSi)O₇、Ca₂Al₂SiO₇     

铜渣在中低温下氧化改性的实验研究

根据铜渣的物相分析和铁橄榄石的氧化原理,提出了铜渣在中低温下氧化改性的实验方法,考察了氧气流量、氧化温度、氧化时间等因素对铜渣物相变化的影响。实验结果表明:随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,铁橄榄石逐渐消失,转化为Fe₃O₄和少量Fe₂O₃,且物相粒度趋向均匀;粒度35～50μm级铜渣在氧化温度800℃、氧气流量0.1 L/min、氧化时间60 min条件下,Fe₃O₄的面积分数可达43.39%,氧化效果最佳。该实验为后续改进磁选效果、提高铜渣中铁资源的回收利用率奠定了基础。     

B2O3作助熔剂对CaO基精炼渣系熔化温度的影响

研究了B₂O₃对低碱度[(CaO)/(SiO₂)=3～4]和高碱度[(CaO)/(SiO2)=5～7.5]两个系列CaO基精炼渣熔化温度的影响。结果表明,用B₂O3比用Al₂O₃和CaF₂更有效降低CaO基精炼渣系的熔化温度,对低碱度渣系,B₂O₃替代渣中的部分CaF₂、Al₂O₃以及SiO₂,都能有效降低渣的熔化温度;对高碱度渣系,B₂O₃替代CaF₂作助熔剂时,可实现在高(CaO)/(SiO₂)和(CaO)/(Al₂O₃)下造具有超低熔化温度的CaO基精炼渣,既可提高造渣速度,又可提高渣的脱硫磷能力和吸收硅、铝脱氧产物的能力。     

铝热法冶炼钒铁渣的熔化性能

采用热力学软件FactSage中的Equilib和Phase Diagram模块分别对Al₂O₃-CaO-MgO三元渣系的熔化性能及添加助熔剂后对渣系熔点的影响进行理论分析,并实验测定渣系的实际熔点.发现渣系熔点随w（Al₂O₃）/w（CaO）比的升高先降低后升高,w（MgO）为4%～5%时渣系熔点最低.对于w（Al₂O₃）/w（MgO）>3的渣系,w（CaO）<30%时渣系熔点随w（CaO）增加而降低.22O₃）/w（CaO）<2.5,w（MgO）为15%～18%时,钒铁渣中加2.29%AlCl₃、4.86% Fe₂O₃或4.77% Na₂O时均可降低原渣熔化性温度约100℃.      

碱度对Fe2O3-CaO-SiO2体系矿物组成及显微结构的影响

作为高炉炼铁的主要原料之一，高碱度烧结矿质量对于炼铁工序经济技术指标有着重要影响。SiO₂与CaO的化学亲和力较强，易反应生成硅酸钙，抑制铁酸钙的生成，不利于粘结相形成。但SiO₂含量对Fe₂O₃-CaO-SiO₂体系的矿物组成和显微结构影响机制尚不明确。通过光学显微镜、X射线衍射和SEM-EDS方法研究了碱度(R)对铁酸钙和硅酸钙生成规律的影响。结果表明，当Fe₂O₃和CaO的摩尔比分别为2.0、2.5和3.0时，碱度范围为1.4≤R<1.7时，生成CaSiO₃和Ca₂SiO₄,而CaSiO₃随着碱度增加逐渐向Ca₂SiO₄转变；碱度为1.7时，发现有新相SFC生成；当碱度范围为1.73相消失，生成物相为Ca₂SiO     

CaO对海滨钛磁铁矿精矿直接还原?磁选工艺中还原气氛的影响

以铁品位为58.58%、TiO₂品位为12.04%的海滨钛磁铁矿精矿为试样,进行煤基直接还原–磁选试验。从反应产生的CO和CO₂气体组成、总反应的气化速率、CO分压值、金属化率、矿物组成等角度进行分析,查明了CaO在海滨钛磁铁矿精矿直接还原?磁选工艺中的作用机理。研究结果表明,CaO可以提高还原剂的气化速率,促进钛磁铁矿的还原,增加CO₂气体的产生量,从而降低CO分压值。同时发现CaO可以参与固固反应,降低含钛矿物中的FeO含量,也有利于钛、铁组分的迁移和富集,促进金属铁颗粒的聚集长大。因此,添加CaO有利于通过磨矿?磁选促进钛铁分离与回收。      

铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析

为了回收铜冶炼闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣中铜,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对样品中的元素进行了分析,再利用X射线衍射仪(XRD)测定了闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的物相组成,最后采用Rietveld全谱图拟合法分析出各个物相的含量。闪速熔炼炉渣的主要物相为Fe₂SiO₄和Fe₃O₄,其质量分数分别为75.04%和24.96%。闪速吹炼炉渣的主要物相为ZnFe₂O₄、Ca₄Fe₉O₁₇、Ca₂Fe₂O₅、CuFeO₂、Cu₂O、Cu和PbO,其质量分数分别为45.06%、10.01%、10.29%、6.29%、17.74%、9.12%和1.47%,闪速吹炼炉渣的主要物相与常规转炉吹炼炉渣的主要物相不同。在闪速熔炼炉渣样品和闪速吹炼炉渣样品中加入一定量的Al₂O₃,Rietveld全谱图拟合法分析出样品中Al₂O₃的质量分数与实际值一致,可见上述物相定量分析结果是准确的。研究结果能为闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的回收利用提供基础数据。     

低钛高炉渣应用于HRB400E螺纹钢100t LF精炼的工业试验

采用喷吹CO₂法对低钛高炉渣进行脱硫处理,低钛高炉渣中硫的脱除率为66.59%~78.01%,渣中残硫含量为0.137%~0.283%,所制备的低硫低钛高炉渣中硫含量基本满足HRB400E钢LF精炼渣要求。低硫低钛高炉渣LF精炼终渣成分为/%:37.40~46.50CaO,12.30~15.10MgO,21.70~26.70SiO_2,5.74~17.00Al₂O_3,2.44~3.39TiO_2,0.36~1.42MnO,0.75~1.62Fe₂O_3,0.200~0.597S,钢水脱硫率为10.0%~41.5%,HRB400E钢终点[S]为0.008%~0.029%,与现工艺精炼渣（折渣和钢包渣终渣成分/%:34.30~42.90CaO,13.60~18.10MgO,24.00~26.50SiO_2,4.88~11.00Al₂O_3,0.71~1.12TiO_2,0.47~1.47MnO,0.81~1.72Fe₂O_3,0.245~1.132S）的脱硫效果相当（HRB400E钢终点[S]0.027%~0.032%）。     

覆铜板废边角料熔炼渣熔化温度研究

覆铜板废边角料是一种具有明显“高硼低铁”特征的电子废料,为使覆铜板废边角料冶炼过程中具有合适的熔化温度,采用化学试剂配置合成了17组“高硼低铁”渣,利用RDS-2010型智能测试仪通过半球熔点法测定其熔点。对所测得数据进行了多元非线性回归分析,得到了熔化温度与熔炼渣化学组成之间的数学表达式,基于回归方程考察了FeO含量（w（Feo））、Fe₃O₄含量（w（Fe₃O₄））、Al₂O₃含量（w（Al₂O₃））、B₂O₃含量（w（B₂O₃））及钙硅比（m（Cao）/m（SiO₂））单一组分变化对熔炼渣熔点的影响规律。结果表明,回归方程预测值与实际值吻合度较高;熔化温度在熔渣组成成分范围内低于1 100 ℃,具有良好的冶炼性能;熔渣的熔化温度随着w（Fe₃O₄）、w（Al₂O₃）的增加而升高,随着w（Feo）、w（B₂O₃）、m（Cao）/m（SiO₂）的增加而下降。研究结果为电子废料的绿色回收提供数据支持。      

CaO/SiO2对钢渣平衡物相的组成及含量的影响

为了提高钢渣的资源化利用率,找到合适的钢渣成分改质工艺,以CaO-SiO₂-MgO-FeO-Fe₂O₃-Al₂O₃六元渣系为研究对象,利用FactSage热力学软件计算并分析了不同w(CaO)/w(SiO₂)组成的模拟钢渣在1 600~200 ℃冷却过程中平衡物相组成和含量的变化规律。得出钢渣的平衡物相主要有Ca₂SiO₄相、Ca₂(Al,Fe)₂O₅相、MgO-FeO固溶体相、f-CaO相、少量的Ca₃MgAl₄O₁₀相以及w(CaO)/w(SiO₂)为2时钢渣中才会析出的Ca₃MgSi₂O₈相。w(CaO)/ w(SiO₂)越低,钢渣析出的有益相硅酸盐相含量越高,而铁酸盐相、MgO-FeO固溶体相和f-CaO相不利于钢渣循环利用的物相含量越低。因此,降低钢渣的w(CaO)/ w(SiO₂)可以改善钢渣在后续处理和使用过程中的易磨性以及安定性。     

钕铁硼废料浸出前后物相转变行为研究

为了研究钕铁硼废料浸出前后的工艺矿物学,将钕铁硼废料在650 ℃下焙烧2 h,而后用4 mol/L的盐酸浸出,得到浸出渣。通过XRF、XRD、XPS和SEM-EDS对焙烧产物和浸出渣进行表征。实验结果表明:焙烧产物中主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄、SiO₂、NdFeO₃和Nd₂O₃等物质组成,且焙烧产物中稀土含量为16.40%;浸出后,浸出渣中无NdFeO₃、Nd₂O₃两种物质,稀土含量仅为0.66%。在XPS检测中,Fe以Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）两种价态存在于焙烧产物中,说明此温度下Fe没有被完全氧化成Fe（Ⅲ）,仍有部分Fe（Ⅱ）存在;渣中除Fe（Ⅲ）外同样检测出Fe（Ⅱ）,说明浸出过程并没有将Fe（Ⅱ）完全除去。本实验进一步完善了钕铁硼废料浸出理论,对未来钕铁硼的回收具有一定的指导意义。      

从铜渣中回收铁的研究现状及 其新方法的提出

对铜渣进行XRD物相、扫描电镜和能谱以及主要元素含量的分析,指出从铜渣中回收铁的困难.综述了国内外从铜渣中回收铁的一些主要工艺方法及其优缺点,并提出弱氧化焙烧-磁选处理铜渣的新方法.铜渣和CaO的质量比为100:25,CO₂和CO的气体流量分别为180 mL/min和20 mL/min,焙烧温度1 050 ℃,保温焙烧2 h后,冷却后破碎磨细至0.074 mm,再通过170 mT的磁场磁选分离得到铁精矿.获得了铁品位54.79 %的铁精矿和含铁22.12 %的磁选尾矿,铁的回收率为80.14 %,基本实现了铜渣中铁的回收.