CO气氛下MgO对Fe2O3还原时金属铁析出微观行为的影响

利用高温光学体视显微镜和高温热台研究MgO对CO还原Fe2O3中铁晶须成核、生长的影响,并结合SEM、EDS、TG、红外光谱等,从微观角度揭示MgO对还原过程气固界面上金属铁的析出形态的影响机理。结果表明,掺入MgO能有效改变氧化铁还原后析出铁的形态,抑制了铁晶须成核和生长;当掺入质量分数超过2%时,还原后金属铁全部以层状晶析出,无铁晶须形成。     

生物质炭复合团块在高炉中的反应行为

研究了生物质复合团块在高炉中的反应行为,该复合团块主要成分(质量分数)为:11.1% C、72.7% Fe₃O₄、11.25% FeO、0.77% Fe和4.67% 脉石。并对高炉环境下复合团块的反应行为进行了建模,通过高炉气氛下的等温动力学实验确定模型参数并进行了模型验证。进一步,结合模型模拟,模拟高炉环境的实验和团块微观结构分析,对模拟高炉条件下和实际高炉条件下团块的反应行为进行了分析。研究结果表明:模拟高炉条件下,在60 min (973 K) 到120 min (1273 K) 期间, 团块的微观结构发生明显变化,其微观结构由渣相网络结构向金属铁网络结构转变。在实际高炉中,复合团块的反应进程主要包括三个阶段:团块的高炉煤气还原（473~853 K）、团块的高炉煤气还原和部分自还原（853~953 K）以及团块的完全自还原（953~1150 K）。在团块自还原参与阶段,与烧结矿相比,团块内氧化铁还原速率更快;与焦炭相比,团块内生物质炭气化速率更高。同时,在此阶段,团块有提高高炉煤气利用率和降低高炉热储备区温度的作用。      

铝硅熔体超重力凝固提纯硅(英文)

研究超重力场下铝硅过共晶熔体凝固精炼提纯冶金硅。实验结果表明:超重力作为一种强化分离手段,可以实现铝硅合金中初晶硅颗粒的富集分离。在超重力作用下,铝硅合金中精炼硅颗粒沿超重力方向富集在铝硅合金下部。用王水溶解其中的铝,得到初晶硅颗粒。通过分析初晶硅中杂质含量可知,与冶金硅原样相比,精炼后的硅纯度由99.59%提高到99.92%,硼和磷的质量分数分别由8.33×10-6和33.65×10-6降低到5.25×10-6和13.50×10-6,表明该提纯方法可行。     

折流移动床用于除尘的研究

在折流移动床的气固流动特性的研究基础上,以小米为除尘介质,对折流移动床在除尘中的应用进行了研究.并分析了各种操作条件对过滤效果的影响.结果表明,折流移动床用于烟道气除尘效果很好,产物均匀且易于调控,可以实现连续操作,同时多层床的实现,提高了除尘效率,并且此新型装置的压损显著低于固定床,降低了动力消耗.理论分析建立的数学模型计算结果与试验结果基本相符.     

生物质木炭用于鲕状高磷铁矿除磷

针对难处理的鲕状高磷铁矿,提出了首先采用高气化性生物质木炭制备含碳球团,然后通过直接还原-高温熔分的方法,成功实现了该铁矿的除磷提铁.直接还原实验采用管式炉.考察了还原温度、生物质木炭加入比例（碳氧摩尔比）和气氛等条件对样品还原行为的影响,并确定了适宜的还原条件为温度1373 K、配碳量0.9、时间15～25 min以及气氛P_CO2/P_CO=1：1.在此条件下,样品的金属化率和残碳质量分数分别在75%～80%和0.69%～0.11%的范围内.通过对该金属化球团的X射线衍射和扫描电镜-能谱分析发现：还原后样品中的主要物相为金属铁、磷灰石和硅酸三钙;磷没有被还原而仍以磷灰石的形式存在于脉石中.高温熔分实验采用Si-Mo棒高温箱式炉.实验结果得到磷质量分数为0.4%的铁样.在熔分体系中进一步添加相对质量为2%～4%的Na₂CO₃,可以得到磷质量分数在0.3%以下的铁样.基于以上分析,证明了采用生物质木炭用于高磷铁矿的除磷提铁是可行的.     

微硅粉中SiO2在稀碱液中的溶解行为及动力学

研究了微硅粉中SiO2在稀碱溶液中的溶解行为及溶解动力学,考察了反应时间、NaOH初始浓度及反应温度对SiO2浸出率的影响,并分析了原料和浸出渣的物相. 结果表明,SiO2的浸出率随碱初始浓度和反应温度增加而增加. 微硅粉中无定型SiO2在NaOH稀碱液中的溶解表观活化能为18 kJ/mol,说明该溶解反应由扩散控制.     

微型流化床内CO还原铁矿粉动力学试验

 采用微型流化床-过程质谱反应分析仪进行了铁矿粉的CO还原动力学研究。结果表明：微型流化床可抑制外扩散作用,利用等温方法算出的铁矿粉还原反应的活化能为2628kJ/mol,指前因子003946s-1,证明该铁矿粉还原符合气体内扩散控制机制模型,并且采用等温动力学方法可实现反应速率常数与模型函数的分离,极大地简化了计算过程,增加了动力学参数的准确性,为铁矿粉还原动力学的研究提供了一种简单可靠的测试方法。     

CO还原Fe2O3过程中金属铁析出的微观行为

 通过原位观察和同步热分析的方式,研究气固两相界面还原反应时金属铁析出形态、矿相结构演变过程,明确金属铁的析出形态与显微结构、黏结特性之间的关系。结果表明,CO气氛下Fe2O3还原时金属铁主要以纤维状生成的铁晶须为主,还原速率是决定这种形态差异的主要原因;在Fe2O3→Fe3O4→FeO中只会因晶格转变产生体积大小变化,且伴有裂纹和孔洞的发生,没有铁晶须生成;在FeO→Fe中出现铁晶须形核和生长,且铁晶须是100%的纯金属铁。要避免铁晶须生成,就要在FeO→Fe转变时抑制铁原子的定向迁移。     

CaO对含锰贫铁矿含碳球团还原行为及对铁与锰磁选富集的影响

考察了ＣａＯ对含锰贫铁矿含碳球团的还原行为及磁选富集铁、锰效果的影响,通过热力学平衡的计算,还原动力学实验,岩相同结构的观察,认为在球团中添加质量分数为５％的ＣａＯ有助于球团中铁、锰的还原,并有助于铁的晶粒聚集长大,在此基础上,进行了磁选富集的研究,对提高铁的品位很有效果,但铁的回收率略有降低,对锰的富集效果不好。