氧化物熔渣的电化学还原

提出了一种从氧化物熔渣中直接提取金属的电化学方法,即采用氧离子渗透膜原电池短路法,用碳作还原剂,在CaO-SiO2-Al2O2-FeO熔渣中,利用阴极合金化原理,获得无碳铁合金。结果表明：在本实验条件下,熔渣中FeO浓度越高,外电路短路电流越大。发现熔渣的还原电流包括外电路短路电流和氧离子膜的内部短路电流,可利用外电路短路电流来监测熔渣的外电路还原率。     

固态下SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响

 铁酸钙作为高碱度烧结矿黏结相的主要组成,其形成受SiO2的影响,但到目前为止,其影响机理尚不是十分明确。通过XRD和矿相显微镜观察,并结合Rietveld法定量分析,研究了SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响。结果表明：Fe2O3与CaO反应,700 ℃时形成Ca2Fe2O5,在800 ℃时出现CaFe2O4,随着温度升高,Ca2Fe2O5逐渐向CaFe2O4转变。SiO2存在时,在铁酸钙形成过程中有Ca2SiO4生成,温度低于900 ℃时,受动力学条件的影响,反应速率较低,Ca2SiO4的量相对较少,另外,SiO2的阻碍作用随其质量分数的增加而增强,进而导致已形成的Ca2Fe2O5与Fe2O3未能继续反应形成CaFe2O4而使其质量分数逐渐增多;高于900 ℃时,随着温度的升高,动力学条件改善,离子扩散能力增强,其中,Fe3+通过CaFe2O4层比Ca2+通过Ca2Fe2O5层更容易,进而促进了CaFe2O4形成反应的进行,Ca2Fe2O5向CaFe2O4转变,但随着SiO2质量分数增加,Ca2SiO4的生成量增多,CaO与Fe2O3的接触面积减小,抑制了CaFe2O4的生成。     

氧分压对烧结过程中二次赤铁矿生成的影响

作为改善烧结矿低温还原粉化性能的基础,通过对不同氧分压下的赤铁矿进行热重分析,并结合显微镜下面积法,研究了赤铁矿的分解和二次赤铁矿的生成机理。实验结果表明:二次赤铁矿生成过程中自身存在大量裂纹,是产生低温还原粉化的主要因素,而气氛和温度是影响二次赤铁矿生成的重要因素;实验还获得了不同氧分压下二次赤铁矿的生成规律以及赤铁矿、磁铁矿、二次赤铁矿之间的转化关系,为降低烧结矿低温还原粉化率,合理控制烧结气氛和烧结温度提供了实验依据。     

MgO对烧结矿CaO-Fe2O3系初期液相生成的影响

为了研究MgO对烧结过程中CaO Fe2O3系初期液相生成的影响及作用机理,通过DSC研究了不同MgO含量试样在升温过程中液相生成的变化,并通过XRD确定液相生成前MgO对矿物组成的影响。结果表明,试样中MgO含量的增加使得升温过程中初期液相生成量减少,但是初期液相的生成温度没有明显变化。MgO对初期液相的抑制分为两种方式,一种为MgO与Fe2O3反应生成含镁磁铁矿,另一种为MgO添加导致CaFe2O4分解。这两种方式都使CaO含量升高,促进了高熔点矿物Ca2Fe2O5和含镁磁铁矿的生成,导致液相量降低。通过研究MgO对初期液相生成的影响,为烧结矿中合理添加含镁熔剂提供理论基础。     

高炉泡沫渣成因的研究

试验表明,钒钛磁铁矿还原过程中,由于渣—焦(或石墨)界面生成(TiC+TiN)。渣焦间是润湿的,此外,钒钛渣表面张力也随(TiC+TiN)重量增加而减少。泡沫渣的成因是由于CO气泡胚的非均相形核功大于它的均相形核功,体系的形核功增大引起的。炉渣粘度变大,表面张力减小,阻止了小气泡的聚合、逸出,是形成泡沫渣的客观因素,炉内炉外的泡沫渣气泡来源是不同的,后者的潜在因素也主要来自炉内。     

氧分压对铁矿粉烧结成矿的影响

氧分压一直是影响烧结矿质量的重要因素.通过控制不同氧分压进行的烧结实验结果表明:在氧化性气氛下,生成的矿物主要有赤铁矿和铁酸钙,出现了针状铁酸钙晶形.氧分压从7.10×10^-4至7.89×10^-5Pa时,矿物组成区别不大,只是在局部产生少量的磁铁矿.氧分压从4.44×10^-5Pa开始,赤铁矿明显减少而磁铁矿增加.在高碱度烧结矿中,为了获得合理的烧结矿矿物组成与形态结构,氧分压应控制在2.12×10⁴~7.10×10^-4Pa之间.     

MgO对铁矿石烧结过程中二次赤铁矿形成的影响

前人研究表明,二次赤铁矿是导致烧结矿低温还原粉化的主要因素,它的生成与烧结原料中MgO含量有关,但其影响机理尚不明确。通过热重法测定不同MgO和Fe_2O_3比例试样在升温-恒温-降温过程中质量变化,定量地了解MgO对Fe_2O_3向Fe_3O_4转变的影响。同时结合XRD分析和光学显微镜观察,揭示了矿物和相结构变化,研究了烧结过程中MgO对二次赤铁矿生成的抑制机理。结果表明,加入MgO后,它与Fe_2O_3反应形成了铁酸镁和含镁磁铁矿,前者促进了升温过程含镁磁铁矿生成,而后者低温下比磁铁矿更稳定,抑制了降温过程磁铁矿氧化,减少了二次赤铁矿的生成。因此,明确了加入少量MgO改善烧结矿低温还原粉化性能的主要原因。     

铁水预处理温度下CaO—SiO2—FeO—P2O5—CaF2渣系中CaO饱和溶解量

对１３００℃和１３５０℃的铁水预处理温度下ＣａＯ－ＳｉＯ２－ＦｅＯ－Ｐ２Ｏ５－ＣａＦ２渣系中ＣａＯ饱和溶解量进行了测定。实验结果表明，温度升高对提高ＣａＯ饱和溶解量有利，渣中ＣａＦ２，ＦｅＯ含量增加，ＣａＯ饱和溶解减少，当渣组成们于ＣａＯ＋Ｌ和Ｌ交界上时，与其它区域相比，ＣａＯ达到饱和所需溶解时间最短。     

La2O3对MnO2碳热还原的催化

研究了稀土氧化物La2O3作为添加剂对MnO2碳热还原的作用,通过还原实验,发现La2O3对MnO2碳热还原具有催化作用,对还原后试样进行SEM分析,认为其催化作用是通过催化试样中碳的气化反应而实现的.     

Li2CO3在含碳球团还原中催化机理的研究

通过在氧化铁中添加碳粉和少量Ｌｉ２ＣＯ３添加剂,考察了碱金属化合物和温度对含碳才还原过程的影响,探讨了碱金属化合物的催化机理,实验结果表明,球团还原率随着碱金属化合物添加量而增大,但增大幅度随添加剂增多,温度升高而减小,在球团还原初期,Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ反应是还原的限制环节,添加Ｌｉ２ＣＯ３可以降低反应活化能,较高温度下还原后期,氧化铁的气相还原是反应的限制性环节,添加Ｌｉ２Ｃｏ３可以加快Ｆｅ／Ｆ