氢冶金技术的发展溯源与应用前景

围绕“以氢代碳”对钢铁工业中实现碳减排工艺进行了梳理和溯源。实现碳减排的途径需要发展以氢气作为还原剂的氢冶金工艺。目前世界主要钢铁产区发展了从高炉喷吹燃料工艺到高炉富氢冶炼工艺、从非焦冶炼工艺到全氢直接还原工艺等两大氢冶金技术路线。从各国远景规划来看,发展氢基直接还原工艺及电炉炼钢短流程是氢冶金技术的重要方向。同时在低成本绿氢技术突破前,使用焦炉煤气等灰氢是中国从“碳代替”到“氢冶金”的重要过渡。     

SiO_2对烧结矿矿相组成的影响

采用化学试剂配成不同SiO2含量的原料,高温烧结,制成试样,对其进行观察,分析SiO2成份对烧结矿矿相组成的影响。实验结果表明,随着SiO2含量减少,碱度增加,铁酸钙和氧化亚铁的含量也随着增加,磁铁矿含量相应减少;烧结样的气孔率变小,气孔趋于不均匀分布。当SiO2的含量很高时,相应出现硅酸盐相。     

钼精矿真空分解工艺热力学分析

对钼精矿真空分解工艺中的关键性环节进行了热力学分析,并进行了真空分解试验验证。结果表明:控制炉内压力在低于100Pa、分解温度在1773~2073 K范围,实现钼精矿分解得到金属Mo完全可能。钼精矿中As2S3、Sn S2、Pb S直接以硫化物形式升华去除,而Bi2S3则更容易分解为Bi蒸气和S蒸气,直接以气态形式去除。Cu S在较低温度下容易分解为Cu2S和S蒸气,而要使Cu2S分解为Cu蒸气将Cu去除,则需要更高的温度。硫磺可以通过冷凝的方式回收,硫磺回收的温度区间为392~490 K。通过试验得到Mo含量达到93.69%的金属钼球和S含量达到98.6%的硫磺产品,金属Mo中P、S、Cu、As、Pb和Sn等杂质元素较少。     

火法冶炼红土镍矿技术分析

火法冶炼红土镍矿工艺为当前从红土镍矿中提镍的主要流程.分析了主要的火法冶炼红土镍矿工艺的技术特点.火法冶炼红土镍矿工艺具有工艺成熟、流程短、效率高等优点,但同时也存在能耗较高、熔炼过程渣量过多、有粉尘污染等不足.中国自主开发了高炉冶炼红土矿生产镍铁合金新技术,并在实践中进一步得到发展,高炉冶炼红土矿生产镍铁合金工艺还应...     

高炉冶炼红土矿生产镍铁合金关键技术分析与发展方向

分析了高炉冶炼红土矿生产镍铁合金关键技术。我国成功解决了高炉冶炼红土矿工艺的一系列技术难题,已经可以在600 m3的高炉上冶炼红土矿。用高炉冶炼红土矿生产镍铁合金工艺的单位能耗低于现代高炉炼铁工艺,是多种有价资源综合利用的示范工艺,应该大力推广和发展。     

某微细粒贫赤铁矿煤基直接还原试验研究

湖南某铁矿属微细粒贫赤铁矿, 粒度大部分仅为1～3 μm, 且赤铁矿与脉石嵌布关系复杂, 采用常规选矿工艺难以有效选别。对该矿石进行了煤基直接还原研究, 结果表明, 在还原温度1 200 ℃, 配碳比为2.0, 还原时间90 min的条件下, 可获得金属化率93.24%、还原率95.49%的直接还原铁产品。     

新一代钼冶金技术与新型炼钢钼产品开发

新一代钼冶金工艺是在高温真空条件下将钼精矿直接分解成新型炼钢钼产品和单质硫磺产品,省去了钼精矿氧化焙烧工序和钼铁冶炼工序,既显著改善了生态环境,又提高了钼资源综合利用效率。与钼铁质量相比,新型炼钢钼产品具有易溶解、有害杂质少、金属钼含量高,收得率高等特点,适宜作为钼铁的替代品。     

DCS在大型硅钙电炉烟气余热发电系统中的应用

阐述了分布式控制系统(distributed control system,简称DSC)在3×33 MV·A硅钙合金电炉、1×7.5 MW余热发电系统3台余热锅炉、6.5 MW汽轮机、7.5 MW发电机和电站电气系统中的应用,重点介绍了其技术可靠性的实现、热工自动化监控技术以及画面组态,对数据的采集、顺序控制系统和自动调节等相关技术问题进行了探讨。实践证明,该套DCS系统在大型硅钙电炉烟气余热发电系统的应用中,实现了可靠、安全、经济以及操作简单方便的目的,可作为类似工程参考。     

氢气还原1～3mm铁矿粉的动力学研究

在自制的kg级高温流化床中研究了氢气还原1～3 mm矿粉的动力学试验。随着时间的增加,气体利用率下降,表明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,气体利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小;对于750℃,前20 min的气体利用率为9%,金属化率达到84%,说明氢气还原矿粉反应是非常迅速的。随着气速的增加,金属化率在增加,并且几乎成线性关系,因此使用氢气作为还原剂,可以允许更高的气速,从而提高设备的生产效率。随着料高的增加,金属化率不断下降,然而气体利用率却在不断升高。使用氢气作为还原剂,可以将还原温度降低到700～750℃,避免流化床过程中的粘结难题;试验中氢气还原1～3 mm铁矿粉时的表观活化能为58.4kJ/mol。     

煤基铁矿粉催化还原试验研究

通过煤粉还原铁矿粉试验,研究了反应罐工艺模式下催化剂对煤基铁矿还原反应的催化规律。试验结果表明:通过配加催化剂的方式可以显著加快铁矿还原反应速度,其中向煤粉中加入催化剂的催化效果要好于加入矿中;增加催化剂配加量、降低反应温度和减小煤粉粒度均有利于改善催化剂的催化效果,适宜的催化剂配加量应小于5%,考虑到布料操作和反应效率的影响,煤粉粒度和添加催化剂后的反应温度应控制在0.074～0.15mm和1050～1100℃;此外,煤种对催化剂的催化效果也有较大影响,煤粉的固定碳含量越高越有利于催化剂发挥显著的作用。