铁矿还原粉化指数测定系统的研制与评价

铁矿还原粉化指数（ RDI）是评价铁矿石其冶金性能的重要指标,为准确测定该参数,自主研发了铁矿冶金性能综合测定系统,并通过试验对此系统测定的精密度和准确度进行评价。评价结果表明：该套系统能准确测量球团铁矿还原粉化指数,具有较高的精密度和准确度,应用前景广阔。     

铁矿微粉低温快速氢还原实验研究

通过实验进行了铁矿微粉在输送过程中低温(180~570℃)、低压(<0.2 MPa)条件下用氢预还原的可行性研究. 分别考虑了反应温度、矿粉粒径、固气比、反应时间等参数对矿粉还原率的影响. 结果表明,粒径为61.7 mm的矿粉在加热温度570℃、固气比0.22 g/L、反应时间40 s时,还原率可达39.2%. 对还原样品粉末进行X射线衍射分析表明,铁矿粉中的Fe2O3已还原为Fe3O4并开始出现金属铁.     

包钢常用铁矿粉烧结基础特性

采用微型烧结法研究了包钢常用六种铁矿粉的烧结基础特性.结果表明,不同铁矿粉的烧结基础特性差别较大.铁矿粉的CaF2,FeO,MgO,SiO2和结晶水含量是影响其烧结基础特性的主要因素.包钢含氟磁铁矿的烧结基础特性为同化温度低于1250℃,液相流动性指数大于8.0,粘结相自身强度低于450 N/个,铁酸钙生成量小于10%,连晶固结强度高于560 N/个.     

铁矿微粉低温输送预还原及附碳行为

研究了铁矿微粉低温输送预还原中气固比、还原时间、炉温、矿粉粒径、还原剂种类等参数对矿粉还原率的影响,并运用正交设计和模式识别方法对工艺参数进行了优化,对预还原过程中样品的附碳行为进行了探讨. 结果表明,在矿粉粒径14~20 mm、炉温660~700℃、反应时间180~220 s、还原气成分CO 0~20%(j)的优化条件下,预还原率较高,最高达70.16%. XRD分析表明,还原样品发生碳吸附现象,少量氢气可提高碳吸附率.     

循环流化床预还原粉铁矿的动力学分析与计算

基于循环流化床（CFB）一维流动模型及界面反应控制的未反应收缩核模型,建立了CFB连续还原粉铁矿的数学模型,同时考虑了气相与固相的转化过程及粉铁矿的宽筛分特性,并与文献中的实验数据进行了对比,结果显示该模型能够较好地反映CFB内的流动及还原反应规律。在此基础上,针对某工业尺度反应器,又分别研究了气速、反应物成分、循环比等因素对反应器内运行特性的影响规律。结果表明：一定条件下,增大气速和降低还原气体的氧化度可以不同程度地增加固相的转化速率,但前者降低了气体的利用率,而后者增加了气体利用率;控制合适的循环比可以保证固相还原程度更为均匀。     

铁矿烧结烟气半干法脱硫灰除杂及水热非均相低温快速氧化

铁矿烧结半干法烟气脱硫灰因含有大量性质不稳定的亚硫酸钙,无法得到有效利用,脱硫灰的氧化改性是实现其大规模或高值化利用的重要手段.脱硫灰中的碳酸钙是限制其氧化改性的主要因素,碳酸钙与亚硫酸钙两者相互包覆,降低了亚硫酸钙氧化反应的比表面积,限制其氧化速度.利用L(+)-抗坏血酸和冰醋酸两种弱酸作为对碳酸钙的脱除剂,其中浓度...     

碱度对含铬型钒钛磁铁矿烧结性能的影响

以承德建龙特殊钢有限公司现场条件为依据,通过烧结杯实验模拟碱度(R)对含铬型钒钛磁铁矿烧结性能的影响,分析了其显微结构.结果表明,随碱度提高,烧结速度先增大后减小,R=2.5时最大,为19.70 mm/min,烧损增大;R=2.7时转鼓强度最高,为63.53%;碱度提高改善含铬型钒钛烧结矿的低温还原粉化指数(RDI),R=2.7时大于3.15mm的颗粒的RDI最高,为75.09%;碱度增大生产率先增大后减小,R=2.5时最高,为1.35 t/(m2·h).R=2.1~2.5时燃耗比上升,R=2.1时最低,为43.21 kg/t.碱度提高有利于提高软化开始和软化终了温度,改善含铬型钒钛烧结矿的软化性能、矿物组成及结构,是其性能改善的内因.该矿适宜的生产碱度为2.5.     

流化床中铁矿粉预还原条件对终还原影响的实验研究

在石英流化床中研究了铁矿粉的预还原和终还原行为,考察了预还原温度和时间对终还原过程的影响,通过对预还原和终还原产物表面形貌的观察,分析了预还原条件对铁矿粉终还原的影响规律. 结果表明,温度对还原速率和产物层结构有重要影响,预还原度随还原温度提高而增加,但终还原度有波动,较理想的预还原温度为973 K,终还原度可达80.4%. 在一定条件下缩短预还原时间不利于铁矿粉预还原,但有利于终还原.     

氢气还原针铁矿去除水中的亚硝酸盐

采用氢气还原天然针铁矿和合成针铁矿制备铁粉,研究了反应时间、反应pH值、初始亚硝酸盐浓度等对两种还原铁粉去除亚硝酸盐的影响。结果表明：反应3 h、低亚硝酸盐初始浓度（〈16 mg/L）、低铁粉与亚硝酸盐质量比（〈33：1）情况下,由合成针铁矿制备的还原铁粉对亚硝酸盐的去除率均高于由天然针铁矿制备出的铁粉,但随着反应时间的延长（〉3 h）、亚硝酸盐初始浓度的增加（〉16 mg/L）、铁粉与亚硝酸盐质量比的增加（〉33：1）,由天然针铁矿制备的还原铁粉对亚硝酸盐的去除率均高于由合成针铁矿制备出的铁粉。Al部分替代天然针铁矿中Fe阻碍了铁粉表面钝化膜的形成,从而增加了还原铁粉还原亚硝酸盐的稳定性,提高了亚硝酸盐的去除率。     

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.     

铁烧结矿富氢还原动力学

通过还原实验并结合热力学和动力学分析,研究了高炉富氧喷煤条件下炉缸煤气(H2-CO-N2)中H2体积分数变化时烧结矿的富氢还原行为. 结果表明,还原气体中H2含量为10%时,700, 900和1000℃下烧结矿的还原度分别比H2含量为0时提高15.3%, 11.5%和11.4%;温度越高还原速率越快,还原结束时间大幅度提前,由700℃时的180 min缩短到1000℃时的90 min;H2含量为10%时Fe2O3和FeO转变速度加快. 动力学分析表明,还原初期为界面反应控制,中后期为内扩散和界面化学反应混合控制.     

利用焦炉煤气资源 发展直接还原铁工业

建议利用焦炉煤气作为铁矿石的还原剂 ,在竖炉中生产直接还原铁 ;论述了其基本工艺过程和技术上的可能性及经济上的合理性。     

铁矿石孔隙度对其还原和碳化铁生成的影响

在1023 K温度下用热重法结合XRD和EDX分析研究了70%H2-30%CH4混合气体还原铁矿石制备碳化铁的过程,测定了原矿和还原中间产物的微孔分布. 结果表明,相同反应条件下微观结构不同的铁矿石其还原速率和碳化速率有较大差别,巴西块矿、澳大利亚块矿及南非球团矿在50 min内都可以全部还原,此后生成碳化铁;而南非块矿则需90 min才能基本还原,此后没有碳化铁生成. 疏松多孔的铁矿石较致密铁矿石的还原速率快,生成的还原铁结构疏松,有利于碳化反应的进行. 铁矿石还原后,0.5~3.5 nm微孔孔容积率约提高2倍,分布规律与原矿石相似,3.5~13 nm的微孔孔容积提高显著,这些对还原速率和碳化铁的生成反应有较大影响.     

低品位氧化锰矿中锰的还原回收

锰矿是一种重要的战略矿产资源,在冶金、化工、电子等工业中被广泛地应用。但是,我国锰矿资源贫乏,锰矿石品位偏低,根本不能满足国内生产锰系产品的需要。对我国锰矿资源状况、资源特点以及资源需求等方面进行了介绍,着重综述了近期国内外从低品位氧化锰矿中还原回收锰的新工艺技术,并介绍了这方面的研究进展。     

Optimal Recovery of Iron Values from a Low Grade Iron Ore using Reduction Roasting and Magnetic Separation

A low grade iron ore containing 51.6% Fe, 17.6% SiO₂, 4.3% Al₂O₃, and 3.8% LOI was subjected to reduction roasting followed by low intensity magnetic separation studies. The phase transformation of hematite into magnetite and fayalite due to reduction roasting was investigated using reflected microscope and X-ray diffraction (XRD) techniques. The effects of reduction variables such as reduction time (40?175 min), temperature (750?1000°C), and reductant dosage (3?11%) using activated charcoal were studied. The process was optimized by using central composite rotatable design (CCRD) and response surface methodology. Iron grade from 59?66% with recovery of 9.5?87% was achieved using CCRD experiments. Model equations were developed both for Fe grade and recovery and then optimized within the bounds of experimental conditions. The program predicted 63.3% Fe with 79% recovery with the following optimum conditions: temperature: 950°C, time: 53.04 min, and reductant: 3%.     

铁矿石尾矿粉催化还原NO的实验研究

以马鞍山钢铁集团南山矿铁矿石尾矿为主要原料制备无载体催化剂,对其进行了XRF, BET和XRD表征,并于电加热石英玻璃管固定床中实验研究了催化剂对NH3还原NO的催化活性. 结果表明,用铁尾矿所制催化剂在反应温度500?600℃下具有良好的催化活性,600℃时催化还原率达97.5%,且粒径越小催化还原率越高;氧含量对催化还原率有较大影响,350℃时增加氧含量可提高催化还原率,500℃时增加氧含量会降低催化还原率;氧化铁作为主要活性组分,在催化剂中含量越高催化还原率越高,但氧化铁高温时易烧结,会降低催化还原率.     

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.