固态还原钛铁矿生产钛渣新技术

钛铁矿的还原热力学表明,钛铁矿的还原难度大于普通铁矿。动力学研究表明,通过粉体细化,可以加速钛铁矿的还原速度;通过晶粒长大技术将还原后的细微铁晶粒长大到一定粒度,通过简单磁选,即可得到铁产品和钛渣。开发的钛铁矿固态还原与晶粒长大新工艺具有反应温度低、无需高温熔分等特点,从而实现高效率、低能耗及低成本生产钛渣和铁产品。     

拜耳法赤泥制备海绵铁影响因素分析

采用煤基直接还原烧成—渣铁磁选分离—母液溶出的方法处理拜尔法赤泥,配入自制复合助剂,进行了生产优质海绵铁的试验探讨。通过SEM-EDS、X射线等手段研究了煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性,着重讨论了添加剂种类、焙烧条件及磁选参数等对金属铁晶粒长大特性的影响,自制添加剂A为优选添加剂,最佳焙烧温度为1 200℃,焙烧时间2 h,磁场强度以2 000 A/m为宜,所得产品的金属化率为92.9%,含铁品位为93.7%,铁回收率为94.42%。     

以煤泥为还原剂海滨钛磁铁矿直接还原焙烧反应历程

研究以煤泥为还原剂,印尼某海滨钛磁铁矿在直接还原焙烧过程中,不同焙烧温度下矿物组成变化规律.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,随着焙烧温度的升高,钛磁铁矿逐渐被还原.其中铁矿物经过浮士体(FeO),最终被还原成金属铁;而钛则经过钛尖晶石最终生成钛铁矿和少部分的铁板钛矿.在整个直接还原焙烧过程中,金属铁颗粒在1100℃左右生成,然后不断长大,在1250℃时金属铁颗粒明显增多,在之后的保温过程中,金属铁颗粒不断长大,并在此过程中将金属铁从中分离出来.     

不锈钢粉尘内配煤团块高温自还原过程中金属铁的聚集

用不锈钢生产中的高碱度二次粉尘制备内配煤团块,在高温下自还原获得含铬、镍的金属铁粒.研究影响铁粒聚集长大的因素.研究表明:(1)内配煤团块的渣相碱度(w( CaO)/w( SiO2))小于2.8时,还原产物冷却过程中渣相与金属铁粒才能自然分离.碱度越低,渣量越大,越不利于金属铁聚集长大;(2)提高内配碳比,渣相残碳量明显升高,渣中过量的碳阻碍金属相聚集长大;(3)提高还原温度,直接还原铁的海绵状结构解体,逐渐聚集成颗粒状金属铁.还原温度越高,越有利于金属铁的聚集长大     

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。     

低品位铁矿石直接还原过程铁颗粒生长和解离特性

对某低品位铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的生长和解离特性进行了研究,重点讨论了还原剂用量和还原时间对铁颗粒长大的影响.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明:减少还原剂用量能减弱还原气氛,减少结晶中心的生成,有利于铁颗粒的聚集长大,但因为部分铁损失于脉石中,所以限制了铁晶核的进一步长大;延长还原时间能有效地促进铁颗粒的聚集长大,并降低铁产品的活性,防止再氧化;还原矿中非晶态物质的生成以及金属铁和脉石的硬度差异,有利于金属铁颗粒的粗磨单体解离.     

强化烧结法赤泥提取金属铁的研究

利用氧化铝厂强化烧结法赤泥,配入自制添加剂,采用煤基直接还原焙烧-渣铁磁选分离-冷固成型的新工艺流程,通过X-ray、SEM-EDS等手段,研究了强化烧结法赤泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性,并着重讨论了添加剂种类、焙烧条件对金属铁晶粒长大特性的影响,生产出的优质海绵铁金属化率为92．9％,含铁品位为93．7％,铁回收率为94．42％,为赤泥综合利用开辟了道路。     

还原剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程铁还原的影响

采用添加脱磷剂直接还原焙烧-磁选的工艺制备直接还原铁,研究了不同还原剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程铁还原的影响.实验结果和扫描电镜分析表明,还原剂中固定碳和挥发分含量对于焙烧产物中金属铁晶粒的聚集、增多和长大以及所得还原铁指标影响较大.焦炭和无烟煤所得焙烧产物中金属铁晶粒与脉石矿物结合较紧密,难以在磨矿过程中实现单体解离.褐煤所得焙烧产物中金属铁晶粒出现明显的连接和长大,且与脉石矿物界限分明,嵌布粒度较粗,有利于铁颗粒与脉石矿物的解离,从而其铁回收率较其他还原剂高.     

钛渣连续熔炼渣铁界层凝固机理及控制探讨

探讨了高功率全密闭直流电炉连续熔炼钛渣过程中渣铁界层的凝固机理及控制措施。分析表明,渣铁界层钛渣中夹杂有少量金属铁,且越接近界面铁量越大,渣铁温差、界层钛渣TiO2还原程度较高等是造成界层易于凝固的重要原因;通过调整渣层厚度、熔炼温度、还原程度等可对凝固范围进行有效控制。     

攀枝花低硅钛精矿还原试验研究

以攀枝花低硅钛精矿为研究对象,研究氧化温度和时间对钛铁矿物相结构和还原的影响,同时对预氧化钛铁矿不同温度和时间下还原失重率和金属化率变化情况进行分析。研究结果表明:钛精矿的氧化在较短时间内可完成,随着氧化温度的升高,钛精矿主要物相变化过程为FeTiO_3→Fe_2O_3+TiO_2→Fe_2TiO_5+Fe_2O_3+TiO_2;在钛铁矿的还原过程中,还原温度和时间对钛铁矿还原的金属化率影响较大,在还原温度大于1 300℃,时间大于8 h后变化不明显;显微结构分析发现,高温还原后金属铁扩散发生聚集,形成球形和棒状金属铁颗粒,其尺寸大约为10μm。     

以转底炉技术利用钛资源的基础研究

提出了一种以转底炉煤基直接还原技术利用钛资源的新工艺及两个不同的方案。该工艺以攀枝花钒钛磁铁精矿或钛精矿粉、煤粉和少量添加剂组成的复合球团为原料,在高温加热条件下将含钛矿中的氧化铁还原为铁,经渣铁分离后获得生铁和富集了的钛渣。第一方案以钒钛磁铁精矿配20%钛精矿为原料,还原后渣铁自然分离,得到块铁和品位为50%左右的钛渣;第二方案以钛精矿为原料,还原后经破碎磁选分离得到粒铁和TiO2富集率为～75%的钛渣。对这两种方案均进行了初步试验,确定了合理的工艺条件。     

铜渣低温还原与晶粒长大新技术

针对铜渣的特性,开发了铜渣低温还原与晶粒长大新技术。该技术降低了反应温度,无需高温熔分,是一种资源与能源高效利用的新方法,具有能耗低、冶炼方法灵活、环境友好、固定投资少、生产成本低等特点。     

Ilmenite Smelted by Oxygen-Enriched Top-Blown Smelting Reduction

 Total ilmenite from Yunnan, China, difficult to smelt in blast furnace, was smelted by oxygen-enriched top-blown smelting reduction ironmaking technology. Much more details on smelting were discussed. Specifically, the influence of reduction temperature, slag basicity and molar ratio of carbon to oxygen on the reduction quality level including iron recovery and titanium and sulfur contents in the pig iron produced in the experiment was investigated. Iron recovery rate could reach 95% with titanium content below 005% in pig iron produced, under the conditions of holding time of 30 min at 1823 K, basicity of 11, carbon to oxygen molar ratio of 10 and oxygen-enriched flow rate of 250 L/h. Oxidization potential of top-space of smelting reduction vessel and slag combination could create the driving force to partition phosphorous, titanium and silicon into the slag, which ensured low contents of the impurities involved above and carbon in pig iron. In addition, it avoided the generation of Ti(C,N) that could reduce interfacial tension of slag, which induced the formation of foaming slag seriously. Furthermore, jam of chargings and bubble flooding would be triggered, resulting in deterioration of BF state, increase of iron loss and decline of desulfurization rate.     

镍渣煤基直接还原过程中金属铁颗粒的生长特性

镍渣煤基直接还原可有效利用其中的二次资源。定量描述不同条件下镍渣煤基直接还原过程中金属铁颗粒的生长特性及规律,为后续磨矿及磁选工艺的制定提供理论支撑,以此来达到镍渣资源化利用的目的。采用扫描电镜获得还原产物中金属铁颗粒的微观形貌,通过Image-Pro Plus图像分析软件对扫描图片进行金属铁颗粒尺寸测量统计,并对还原后样品进行金属化率检测。结果表明,煤基直接还原技术能够有效还原镍渣中的铁氧化物,产物的金属化率呈先增长后稳定的变化趋势,温度为1 250℃、时间为60min时,金属化率最终可达91.89%;随着还原时间的延长及还原温度的升高,镍渣还原产物中金属铁颗粒的聚集和生长加快,颗粒的平均直径逐渐变大;还原温度为1 250℃,还原时间为60min时,金属铁颗粒的平均直径可增长到10.3μm。     

低温冶金技术理论和技术发展

低温冶金通过细化铁矿粉、并运用催化等手段来研究加快铁矿粉在较低反应温度下的还原速度的理论和方法,为开发低能耗、低碳排放、高效的非高炉炼铁新工艺提供理论基础。低温还原理论方面的研究成果,包括细微铁矿粉具有纳米晶粒、储能的铁矿粉能够提高还原气体的利用效率、细粒度改善反应效率、催化剂提高反应速度、改善低温冶金反应的传输条件、多级循环流化床的流化规律以及低温还原冶炼粒铁等理论。在低温还原冶金新技术方面包括改进的熔融还原炼铁工艺、优质海绵铁和粒铁的低温还原工艺。低温还原工艺有望实现节能、低碳、高效和低成本冶金,并能应用于低品位铁矿、含铁冶金渣、赤泥以及钒铁磁铁矿、钛精矿等的综合利用。     

锌冶炼除铁工艺优化改进实验研究

传统铁矾工艺含锌高、含铁低,其中的金属资源无法利用,采用热酸浸出、还原、加压除铁工艺,锌、铁的总回收率都在95%以上,铁渣可作为铁精矿出售,既综合利用了铁资源又高效分离了锌铁,实现了无铁矾渣湿法炼锌。     

DRI钛渣制备钛白粉新工艺研究

DRI钛渣活性强,品位较高,便于实现钛的回收利用,可以代替钛铁矿生产钛白粉,是硫酸法钛白的发展趋势。然而,相对于钛铁矿来说,DRI钛渣的铁含量明显减少,钙镁铝含量提高明显,不能直接应用于现有的硫酸法钛白工艺。针对DRI工艺钛渣的工艺矿物学特征进行钛白粉制备新工艺的探索试验,成功开发了原料预除杂与硫酸法钛白相结合、以及酸解液沉铝与硫酸法钛白相结合的新工艺,均可制得高品质的钛白粉。     

Solid-phase prereduction of iron-vanadium concentrates and liquid-phase separation of the products of their reduction

The transformations that occur in ore grains during solid-phase carbon reduction of the metals from the iron-vanadium concentrates formed upon the beneficiation of the titanomagnetite ores from Southern Ural deposits are studied. Upon heating to 1000°C, the solid solution in titanomagnetite grains decomposes with the formation of magnetite and ilmenite; the reduction of iron begins in the temperature range 1080–1110°C, and the reduction of titanium begins at above 1215°C. The reaction mixture should be held at 1250°C for 45 min to ensure almost complete iron reduction and the minimum degree of titanium reduction. For rapid separation melting, this procedure results in vanadium-containing cast iron (0.43–0.5% V) with <0.15% Ti and a slag with 42–43% titanium oxides.     

高钛高炉渣综合利用新方向

从高钛高炉渣的特性和矿物相结构出发,回顾了高钛高炉渣综合利用的研究进展,提出高值利用高钛高炉渣的六个原则,指出高温碳化低温选择性氯化、等离子熔融还原提钛、冶金改性选择性析出分离是今后利用高钛高炉渣的方向.     

陕西某低品位钒钛磁铁矿资源综合利用新工艺研究

陕西某钒钛磁铁矿资源,TFe品位为15．85％,TiO2品位2．94％、V2O5品位0．14％,属尚难利用低品位钒钛资源。通过采用新型ZCLA选矿机进行粗粒湿式抛尾,再采用弱磁选回收钒钛磁铁矿,强磁选一重选工艺回收钛铁矿,最终实现该矿铁、钛、钒资源的综合利用,钒钛磁铁矿产率13．37％,品位可达到60．18％～65．27％,磁性铁回收率达到98％以上,钛铁矿产率1．94％,钛铁矿回收率84．09％以上,铁精矿含V2O5富集到0．89％～0．93％,改变了矿山只能回收铁资源的现状,开创了钒钛铁资源综合回收的新工艺。