微波碳热还原钢渣脱磷的升温特性

利用微波碳热还原方法,对转炉钢渣脱磷进行实验,研究了钢渣的升温特性。结果表明,在温度越高、粒度越细小和碳当量越大时,微波处理钢渣的脱磷效果越好和钢渣升温特性越快;钢渣种类对脱磷效果也有明显的影响。从而,确定了微波处理钢渣的工艺参数。     

水淬铜渣还原熔分回收粒铁和铜

采用煤基还原熔分技术研究了熔分温度、熔分时间、氟化钙配比,煤粉配比对铜渣熔分后铁、铜回收率的影响,并运用 XRD及 SEM等分析手段对熔分产物进行了详细的研究。结果表明,在1380~1450℃之间进行熔分,通过对铁、铜的综合收得率计算,熔分温度应该控制在1430℃,在此基础上确定最佳熔分时间为20 min,此时金属铜的回收率达到最高,为90％左右。配入一定比例的煤粉和氟化钙均能提高铁的回收率,尤其以添加氟化钙的效果最好,适宜的添加比例不应超过2％(质量分数)。对分离后的渣铁分别进行表征分析,表明粒铁中的主要组织为铁素体和浮氏体,炉渣主要呈非晶态,其中夹杂有尚未凝聚的铁晶粒。最后,在最优条件下进行了转底炉半工业试验。     

含磷钢渣碳热还原脱磷及资源化利用的研究现状

摘要：针对脱磷转炉渣中磷资源高效回收及其资源化利用过程中存在的问题,系统总结了含磷钢渣除磷方式及其应用优缺点,并着重总结了不同条件（炉渣温度、炉渣碱度、钢渣中FeO质量分数、碳当量、底吹气体流量、冶炼时间等）对碳热还原气化脱磷的影响规律。同时,以应用前景较好的碳热还原气化脱磷方法为基础,提出了脱磷转炉渣在碳热还原气化脱磷过程磷的流向规律,展望了渣中磷资源回收制备磷铁及其循环利用模式。这为实现渣中磷资源高效回收及处理后残渣资源化利用提供重要研究基础和方向。     

贫化铜渣熔融还原提铁试验研究

研究以贫化铜渣为对象,首先对贫化铜渣熔融还原进行理论分析,并进行试验考察炉渣碱度、碳氧比、冶炼时间和冶炼温度四个因素对铜渣中铁元素回收率的影响。试验结果表明,(1)贫化铜渣熔融还原提铁合理的试验参数为:铜渣碱度0.3~0.5,碳氧比为1.15~12,冶炼温度为1 500~1 550℃,冶炼时间为40~45 min;(2)在合理试验参数下,铁元素回收率在90%以上,铜元素全部进入金属相;(3)试验获得了铁含量88%~90%,铜含量4.2%~4.6%的含铜铁,可望用于耐候钢等舍铜钢种的冶炼。尾渣中SiO2含量高达50%以上,可使用制备矿物棉等高附加值产品,从而实现铜渣资源的全部高附加值利用。     

转炉钢渣资源利用的新方法

我国转炉钢渣的利用率较低,其主要限制因素是渣中磷含量较高。提出引入渣还原炉,用含碳饱和的铁水还原渣中的氧化物,使转炉渣中的磷进入铁水中,同时回收了渣中的铁和锰。脱磷后的钢渣返回转炉循环使用。热力学分析和研究结果证明此方法是可行的。     

铜渣还原磁选工艺实验研究

以浮选铜渣的尾渣为原料,对其配碳还原和磁选分离工艺进行实验研究.探究碱度、温度对铜渣还原的影响,并研究在相应条件下不同粒度对磁选产物的影响.对铜渣进行矿相分析可知铁主要以Fe3O4和铁橄榄石形式存在;焙烧温度为1 175℃、配碳量为wC/wO=1.2、碱度为R=0.4、粉碎粒度小于42μm时经还原和磁选,可得铁品位74.7%的磁性物质;对还原产物进行矿相分析后发现金属铁颗粒弥散分布在还原产物中,铜元素以冰铜的形式嵌布在金属铁颗粒中.     

转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术

采用转底炉直接还原工艺,将铜渣含碳球团在高温条件下直接还原得到金属化球团和高品位氧化锌粉尘,再通过熔分或磨矿磁选方式将铁回收,得到的铁产品可作为冶炼含铜钢的原料.转底炉中试结果表明:采用"转底炉直接还原—燃气熔分"流程处理铜渣,可获得TFe品位94%以上、铁回收率93%以上的熔分铁水;采用"转底炉直接还原—磨矿磁选"流程处理铜渣,可获得TFe品位90%以上、铁回收率85%以上的金属铁粉;采用两种流程处理铜渣,均可获得锌品位60.02%的ZnO粉尘.结果表明,经过转底炉直接还原,铜渣中的铁橄榄石Fe_2SiO_4和磁铁矿Fe_3O_4相转变为含有金属铁Fe、二氧化硅SiO_2和少量辉石相Ca(Fe,Mg)Si_2O_6的金属化球团,具备通过磨选或熔分进行进一步富集的条件.     

云铜铜渣还原熔分试验分析

为了合理利用云铜渣,采用ITmk3工艺获得高质量粒铁,在实验室条件下进行了一系列的基础研究。通过比较试样全铁质量和熔分得到的粒铁质量,得到了金属铁的收得率,结合化学分析方法,分别得到了试样还原后的金属化率以及熔分后金属铁中的碳质量分数,研究了各个因素对以上指标的影响规律,形成了对云铜渣合理还原熔分的工艺路线,得到如下结论:渣熔化是形成粒铁的必要条件,铁的聚合程度取决于渣铁分离熔化之前铁的渗碳质量分数。渣中SiO_2的存在是渣相低熔点的根本原因,碱度改变时云铜渣的熔化区间会发生变化,但对熔化开始温度的影响不显著。当碱度大于0.4后,添加CaO能显著地提高云铜渣的还原性能。     

熔融铜渣天然气还原过程的研究

采用天然气对熔融态铜渣进行还原,通过单因素实验考察了反应温度、碱度、通气量、渣金分离时间对铜渣中铜和铁总收得率的影响.在惰性气氛下,反应温度为1 425℃,熔渣碱度为1.0,天然气过量系数为1.3倍,渣金分离时间为30 min时,渣中铁质量含量降到2.58%,铜含量由0.88%降低到0.03%,铜渣中铜和铁总收率达到94.09%.     

微波加热场中钢渣的还原脱磷行为

 在微波加热场条件下,对钢渣进行还原脱磷行为研究。结果表明：钢渣的吸波性能良好,不同组成钢渣在微波场中均具有较好的脱磷效果,脱磷率可达到51.35%～81.16%。碳当量和温度对脱磷的影响最显著,碳当量一般选择3～4倍较好。综合考虑影响脱磷效果的各种因素,确定微波处理钢渣脱磷的最佳工艺参数。     

碳热还原法回收不锈钢尾渣中铁和铬的试验

 在理论分析的基础上,对国内某钢厂不锈钢尾渣进行高温碳热还原试验研究,研究了碳当量、碱度、反应温度和保温时间对铁、铬还原率的影响。结果表明,增加碳当量、降低碱度和提高反应温度均能提高铁、铬的还原率,铁的还原率最高可以达到93.29%,铬的还原率最高为76.49%。其中碳当量较低时,铁、铬的还原率均较低,随着碳当量的增加,在铁的还原率趋于稳定后,铬的还原率会大幅上升;碱度为1.4～1.2时,铁和铬的还原趋于平缓;当保温时间超过60 min后,延长时间并不能显著地提高铁、铬的还原率。     

铜渣直接还原动力学

我国铜渣资源储量丰富,渣中含有多种有价金属,具有很高的二次利用价值.为了揭示铜渣提铁的碳热还原机理,以无烟煤为还原剂,进行铜渣含碳球团等温还原实验,并对其进行动力学分析.实验设定的还原温度为1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 150 ℃和1 200 ℃,碳氧比即n_c/n_o=1.0.结果表明,对于铜渣含碳球团等温还原实验,温度对反应速率有重要影响;该反应主要限速环节为气相扩散,活化能数值为118.059 kJ/mol;对其进行阶段性动力学分析,其活化能在61.54~146.98 kJ/mol范围内,且活化能的数值随着还原度的变化而变化,具体表现为:第1阶段反应活化能数值较小,原因可能是该阶段反应刚开始,原铜渣中含有一些铁氧化物（Fe₃O₄）先参与了反应;第2阶段反应活化能较高,此时原铜渣中的铁氧化物已基本反应,铁以橄榄石的状态存在,且橄榄石呈液态,致使球团孔隙度降低,气体在球团内的扩散受阻.      

炼钢炉渣的浸出和碳酸化

为提高炼钢炉渣中钙、镁离子的浸出和碳酸化率,用荧光光谱仪分析了炉渣的成分,用X射线衍射分析了相组成.研究了不同剂量的盐酸和醋酸作为浸出试剂的浸出效果以及温度和搅拌条件对浸出的影响.结果表明,常温下用HCl作为浸出试剂可达到良好的浸出效果,在本实验条件下浸出率可达93.4%,用醋酸的浸出率可达85.8%.盐酸浸出后再通CO₂所得碳酸钙的纯度可达91.02%,转化率56.5%.80℃时用醋酸作试剂的浸出率大于盐酸.搅拌有利于钙、镁离子浸出.     

氧化钙在铜渣还原过程中的作用

 铜渣是火法炼铜过程中产生的固体废弃物,其中铁质量分数约为40%,中国每年排放的铜渣量高达1 400万t,因此,研究铜渣还原提铁对资源综合利用具有重要意义。结合铜渣的物相分布,介绍了氧化钙在铜渣还原过程中的促进和抑制两种作用机理。促进作用包括氧化钙可以显著降低铜渣还原体系的反应初始温度、破坏铜渣中铁橄榄石结构、促进渣相中氧化亚铁的释放、降低铁晶粒的成核势垒,并加速铁晶粒的成核。抑制作用为氧化钙与硅氧化物生成高熔点的钙硅酸盐,增加铜渣渣相的固相率,阻碍铁晶粒的聚集、长大。     

Limestone dissolution and decomposition in steelmaking slag

Based on thermal simulation experiment, SEM analysis and mathematical simulation, limestone dissolution and decomposition mechanism in steelmaking slag were studied. The results showed that limestone decomposition and dissolution happen simultaneously in molten slag, and influence each other. Owing to high-activity lime product and CO₂ from limestone decomposition, the dissolution rate of limestone is greater than that of lime under the same conditions in slag, and the calculated activation energy of limestone dissolution is 226.8?kJ?mol^?1. On the other hand, as decomposition product lime dissolves into slag, a sloughing-type unreacted shrinking core model was proposed to describe limestone decomposition behaviour in slag. In addition, mathematical simulation results showed that heat transfer is the rate-controlling step for limestone decomposition in slag.     

Kinetics of chromium oxide reduction from a basic steelmaking slag by silicon dissolved in liquid iron

The reduction of chromium oxide from a basic steelmaking slag (45 wt pct CaO, 35 wt pct SiO₂, 10 wt pct MgO, 10 wt pct A1₂O₃) by silicon dissolved in liquid iron at steelmaking temperatures was studied to determine the rate-limiting steps. The reduction is described by the reactions: (Cr₂O₃) + Si = (SiO₂) + (CrO) + Cr [1] and 2 (CrO) +Si = (SiO₂) + 2 Cr [2] The experiments were carried out under an argon atmosphere in a vertical resistance-heated tube furnace. The slag and metal phases were held in zirconia crucibles. The course of the reactions was followed by periodically sampling the slag phase and analyzing for total chromium, divalent chromium, and iron. Results obtained by varying stirring rate, temperature, and composition defined the rate-limiting mechanism for each reaction. The rate of reduction of trivalent chromium (reaction [1] above) increases with moderate increases in stirring of the slag, and increases markedly with increases in temperature. The effects of changes in composition identified the rate-limiting step for Cr⁺³ reduction as diffusion of Cr⁺³ from the bulk slag to the slag-metal interface. The rate of reduction of divalent chromium does not vary with changes in stirring of the slag, but increases in temperature markedly increase the reaction rate. Thus, this reaction is limited by the rate of an interfacial chemical reaction. The reduction of divalent chromium is linearly dependent on concentration of divalent chromium, but is independent of silicon content of the metal phase.