砷酸钙与碳粉混合共热解过程解析

研究了砷酸钙与碳粉体系共热解反应过程。利用热重分析仪监测不同升温速率下,砷酸钙与碳粉质量比为4∶1混合物在氩气气氛、加热区间温度30～1 200℃过程中的失重情况,并采用XRD表征各失重阶段残余物。结果表明,混合体系失重过程分为三个阶段:第一失重阶段,温度240～325℃,Ca_2As_2O_7·H_2O脱水生成Ca_2As_2O_7;第二失重阶段,温度560～668℃,Ca_2As_5O_7到Ca_3(AsO_4)_2的晶型转变及Ca_5(AsO_4)_3OH和Ca(OH)_2失水生成Ca_5(AsO_4)_3和CaO;第三失重阶段,温度904～1 120℃,碳还原砷酸钙反应生成CaO和砷蒸气。动力学模型拟合结果表明:相边界反应动力学模型能较好地解释砷酸钙与碳粉共热解第三个失重阶段的反应机制。     

砷钙渣碳热还原分解热力学分析及试验研究

运用热力学计算软件HSC Chemistry 6.0对砷钙渣碳热还原分解反应进行热力学分析,发现还原气氛下可有效降低CaSO_4、Ca_3(AsO_4)_2的分解温度。根据分析结果在管式炉中进行砷钙渣碳热还原分解试验,并考查反应温度、还原剂量、反应时间对砷钙渣分解的影响。试验结果表明,在温度1 200℃、还原剂量25%、反应时间3h最优条件下,砷挥发率93.75%,脱砷渣中CaO含量78.87%。     

As2O3真空碳热还原制备粗金属砷的热力学研究

采用HSC Chemistry 5.0热力学分析软件研究了As2O3真空碳热还原制备粗金属砷过程的吉布斯自由能与温度的关系,重点研究了挥发过程、碳热还原过程及砷蒸汽冷凝过程。结果表明,常压下As2O3在773K时以As4O6(g)双原子气态形式挥发,而在100Pa下挥发只需473K即可,与实际情况一致;As2O3(g)气体参与碳热还原过程的可能性较小,As2O3(s)粉末、As4O6(g)气体在100Pa真空压力下参与碳热还原反应温度分别是473～810K、873K,该温度均低于常压碳热还原过程所需温度(893～1 203℃);砷蒸汽的冷凝过程是As4(g)蒸汽先凝结成液态砷后,再冷凝成固态粗金属砷。     

真空热还原生产金属钙的现状与问题

热力学计算结果表明,硅热还原炼钙的温度比铝热还原炼钙的温度高150℃以上,在目前真空热还原技术条件下,硅热真空还原炼钙很难进行,而铝热还原生产金属钙时,最容易发生的反应方程式为6CaO(s)+2Al(l)=3Ca(v)+3CaO·Al2O3(s)和33CaO(s)+14Al(l)=21Ca(v)+12CaO·7Al2O3(s)。目前,工业铝热还原生产金属钙过程中,存在的主要问题是还原温度高,还原罐使用时间短,铝粉利用率低,还原渣的利用方式不合理,这导致生产金属钙的成本较高。     

低品位镍钼矿加钙焙烧及直接热还原热力学研究

通过热力学分析计算,给出了镍钼矿直接热还原的ΔGΘ-T图,用于直观分析不同温度下镍钼矿中矿物的还原过程,并在此基础上进行低品位镍钼矿加钙焙烧及硅铁直接热还原实验。研究表明:镍钼矿原有工艺的焙烧温度为580~620℃,反应速率低,焙烧时间长,升温会增加钼的挥发,加钙氧化焙烧可以将焙烧温度提高到700℃,提高了反应速率,并且可以将钼固定在矿物中,生成稳定的钼酸钙,减少氧化钼的挥发,起到良好的固钼作用。对镍钼矿氧化焙烧、硅铁直接还原过程进行分析,绘制镍钼矿中硅铁还原在不同温度下各反应的热力学状态图。分析研究表明,低温下的固-固反应中,硅铁均可还原氧化钼,但铁对氧化钼的还原能力较弱,Fe不能还原Ca Mo O4;液-固反应中,硅可还原氧化钼、钼酸钙,但铁没有还原能力;在铁浴反应阶段及钢渣界面的反应,起还原作用的主要是硅。实验室中加钙焙烧-硅铁直接热还原工艺制备镍钼铁合金,镍、钼的收得率均在85%以上,焙烧过程中硫被Ca O固定在熔渣中,有利于环保。     

氧化洗尽残渣脱砷的研究

研究了氧化洗尽残渣在还原气氛下焙烧时的脱砷情况,实验表明,影响残渣脱砷率的主要因素为焙烧温度、加碳量及焙烧时间;较优的脱砷条件是:焙烧温度1 000～1 100℃、焦粉配入量12%、焙烧时间30 min,砷脱除率>95%。     

高碱度电炉粉尘碳热还原动力学及反应机制

为研究高碱度电炉粉尘碳热还原反应动力学和反应机制。通过不同温度条件下含碳高碱度电炉粉尘的物相(XRD)解析其物相转变过程。采用热重分析法对不同配碳量和碱度的高碱度电炉粉尘进行热重实验,实验结果表明,配碳量和碱度能促进电炉粉尘碳热还原反应,提高碱度能降低反应所需的温度。最后,通过非等温动力学分析法对高碱度电炉粉尘进行动力学分析,基于KAS法和Coats-Redfern法,确定了主要的动力学参数,根据转化率(α)高碱度电炉粉尘碳热还原过程分为3个阶段：α=0～0.082,α=0.082～0.5和α=0.5～1.0。第1阶段,平均活化能为380.68 kJ/mol,反应由一维扩散控制。第2阶段和第3阶段的平均活化能分别为318.79 kJ/mol和264.42 kJ/mol,其反应均由化学反应控制。     

铁酸锌碳热还原动力学及反应机理

对铁酸锌非等温碳热还原反应动力学及其还原反应机理进行了研究.通过不同温度条件下还原后的铁酸锌团块物相分析(XRD)对其碳热还原的物相转变过程进行了解析,950℃时出现FeO0.85·x ZnO无定型物质,此时Fe³⁺被还原成Fe²⁺.探讨了铁酸锌碳热还原过程转化率与转化速率的关系,该还原过程可以划分为三个阶段,第二阶段的转化率变化最大(0.085～0.813).最后,通过等转化率法和主曲线拟合法对不同升温速率条件下铁酸锌碳热还原第二阶段的动力学进行了分析,可以得出第二阶段的平均活化能为362.16 kJ·mol^–1,且该阶段活化能为331.01～490.04 kJ·mol^–1,变化较大,说明这一阶段发生的反应较为复杂,且各反应之间的活化能差异明显,二级化学反应是这一阶段的主要控速环节,并确定了第二阶段的主要控速方程.     

广西罗城褐铁矿的脱砷实验研究

广西罗城褐铁矿含砷量高达0.275%,且含锌。为合理利用此种矿石冶炼合格生铁和合格钢材,在实验室摸索了此种矿石预处理脱砷的最佳工艺条件,考察了焙烧温度、焙烧时间、煤加入量、焙烧气体成分、矿石粒度等因素对脱砷的影响。实验表明,在选择合理参数的条件下,砷含量可脱到0.025%以下.建议优先采用回转窑还原焙烧预处理工艺。     

红土镍矿预还原焙烧的研究

以印尼某红土镍矿为原料,通过差热-热重分析法(TG-DSC)研究了矿石的热特性,发现至少需要800℃才能将结晶水脱除干净。通过改变预还原焙烧条件,研究了焙烧温度、煤粉粒度、配碳量以及焙烧时间对预还原焙烧效果的影响。发现在碳氧比为1,煤粉粒度为3~5mm的条件下,于1 000℃下焙烧20 min后,可以使物料中铁和镍的金属化率分别达到17.3%和65.7%。从800℃升到1 100℃的过程中,镍、铁金属化率的比值从3.8降到3.0。当焙烧温度一定时,镍的还原优势在较低的配碳量和较短焙烧时间下体现的非常明显。用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)对还原之后的物料进行了分析,发现铁、镍金属单质未能聚集成颗粒。     

铁热还原法处理钙砷渣及金属砷的制备工艺

在资源与环境的双重压力下,如何解决有色冶金行业产生的冶炼钙砷渣无害化和资源化问题,成为彻底消除"砷害"的关键所在,对于整个冶金工业具有非常重要的意义.采用铁热还原短流程直接还原钙砷渣,砷以砷单质的形式得以回收.结果表明,在还原温度为1050℃,还原时间为30 min,铁配入系数为1.5的工艺条件下,可以得到比较理想的脱...     

含砷难处理金矿预处理研究——（Ⅱ）加石灰焙烧法

本文研究了用加石灰焙烧法对含砷难处理金矿进行预处理，该法可有效地消除砷和硫可能对环境造成的污染，对含砷为３．７６％，硫６．２３％，金２３．３ｇ／ｔ的金精矿进行焙烧后，金的浸出率可达９０％左右，而未经焙烧预处理的金直接浸出率仅５６．９６％。     

含砷废渣处理现状及研究进展

随着工业的发展，砷污染已经成为全球性的环境问题.尤其是冶金化工行业中含砷废渣产量巨大且危害重大，含砷废渣的处理问题亟待解决.文中介绍了含砷废渣的主要来源、危害及现状，详细介绍了国内外含砷废渣的处理方法，其中主要包括水泥固化、地聚合物固化等固化方法，以及酸浸、硫酸铜置换等资源化处理方法，以期对今后研究含砷废渣的处理提供有益的帮助.      

Arsenic in Gold Processing

Abstract

The processing of gold bearing sulphide minerals which contain arsenopyrite and other complex arsenic sulphide minerals results in arsenic containing emissions and effluents which must be given careful consideration in relation to clean air and clean water standards. The sources of arsenic and the various process options for treating arsenical gold ores and concentrates are briefly reviewed

The problem relating to the removal of arsenic from gaseous emissions from roasting processes is considered

Residues from aqueous processing contain a variety of arsenical materials which have not been characterised, and the long-term stability of these is suspect

The use of lime to stabilise aqueous residues as cither calcium arsenate or calcium arsenite has been shown to be inadequate for long term disposal since both compounds are converted into calcium carbonate due to the influence of carbon dioxide in the atmosphere

Ferric ion solutions have been used to precipitate ferric arsenate or to form ferric hydroxide which binds the arsenic for short term disposal. The long term stability of these ferric materials is poor, but could lead to the acceptance of a slow release option rather than complete containment of residues.     

钒渣钙化焙烧试验研究

通过对焙烧温度、焙烧时间及钙钒比的正交试验和单因素试验,掌握了钒渣钙化焙烧最优参数组合。分析了钒渣钙化焙烧过程中钒、铁及碳酸钙的变化情况,同时针对冷却制度对钒渣焙烧效果的影响进行了讨论。试验表明,适合工业生产的控制方案为:焙烧温度890～920℃、焙烧时间1.5～2.5 h,内配钙钒比(CaO/V2O5)0.5～0.7,冷却时间40～60 min、冷却结束温度400～600℃,在此条件下进行焙烧,钒渣的转浸率为87.27%。     

钒渣物相结构及钙化焙烧相变对钒转化率的影响因素探讨

运用马弗炉焙烧钒渣得到不同温度阶段的熟料,采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针以及能谱仪等对钒渣物相结构、形貌以及焙烧过程中物相组成变化规律等进行详细分析。通过偏光显微镜观察得出钒渣主要由钒尖晶石、金属铁、硅酸盐及钛铁矿等物相组成;通过能谱成分分析得出钒尖晶石为主要含钒物相;通过扫描电镜和电子探针观察钒渣焙烧过程形貌变化,得出钒尖晶石最终氧化分解形成铁板钛矿、氧化铁以及钒酸钙相,认为钒渣物相结构(钒尖晶石晶粒大小、硅酸盐粘结相分布和分散金属铁量的多少)、熟料中钒的存在形式、钒酸钙相的生成含量以及高熔点硅酸盐的形成等都可能会影响钒的转化率高低。     

Kinetics and Sulfur fixation in the reduction or oxidation of metal Sulfides mixed with lime

A number of metallurgical processes involve roasting of metal sulfides with oxygen or reduction of metal sulfides with hydrogen. In each case sulfur-bearing gases are emitted. Lime can be used to capture these sulfur-bearing gases. A model of this reaction occurring in a pellet made up of grains of metal sulfide and lime is presented. Specifically, a pellet made up of a mixture of metal sulfide and lime surrounded by a lime layer is considered. The computational investigation shows the distribution of lime necessary to achieve the maximum fixation of sulfur-bearing gases in the shortest time.     

赤泥预还原球团的熔分

为了实现赤泥资源高附加值化综合利用,通过高温模拟试验对赤泥含碳球团还原焙烧-熔分过程进行研究。将赤泥含碳球团在1 200℃下进行还原焙烧,并结合相图分析,向粉碎后的焙烧球团中添加一定比例的CaO、Al_2O_3进行调质和熔分。结果表明,赤泥含碳球团在1 200℃下还原12min后金属化率可达91.3%,还原效果良好;在1 450℃下进行还原熔分,可实现渣铁的有效分离,金属铁收得率可达到90%以上,所得铁水质量符合炼钢要求;熔分渣中w(TFe)可降至0.5%以下,渣中主要物相为12CaO·7Al_2O_3、CaTiO_3和2CaO·Al_2O_3·SiO_2,通过熔点性能测试试验,熔化性能符合钢液脱硫条件。     

还原焙烧处理拜耳法赤泥的试验研究

在三水铝土矿溶出赤泥中按比例配入碱粉、石灰、还原剂等,混合后在高温状态下进行还原焙烧,提取有价金属。分别考察了配料比、焙烧条件、溶出条件对提取金属铁特性及铁还原率的影响。该工艺在产出优质海绵铁的同时,可以溶出氧化铝和氧化钠。     

采用中频炉还原高Cr、Ni等离子切割渣氧化物

通过采用中频炉冶炼不锈半钢试验,即对水下切割、空气中切割不锈钢所产生的等离子切割渣氧化物的还原处理,实现质量分数为20%以下的氧化物的还原反应,生成不锈半钢,达到再生利用Cr、Ni、Mo等贵重金属的目的。该试验主要通过对炉衬材料的选择,对高温冶金反应温度、反应强弱与不锈半钢含碳量的关系的分析,不锈半钢成分的分析证实了采用等离子切割渣冶炼不锈半钢的可行性。