转炉LT粉尘碳酸化固结实验研究

碳酸化球团-转炉工艺将含铁粉尘与CO2资源化利用相结合,是含铁粉尘再资源化的“绿色”工艺.本文研究了不同CaO配比、反应温度、CO2分压等工艺参数对碳酸化反应转化率及球团质量的影响规律.研究表明:随碳酸化反应温度及CO2气体浓度升高,氧化钙转化率增加,碳酸化球团的抗压强度提高.制备碳酸化球团的最佳工艺参数为:反应温度600℃,气体流速1.5cm/s,CO2浓度100％,反应时间20 min.     

难处理金精矿加压氧化预处理

研究了某含硫21.2%、含金40.3 g/t难处理金精矿的加压氧化预处理工艺。通过单因素试验研究加压氧化过程中磨矿细度、反应压力、反应温度、反应时间、搅拌转速及矿浆浓度等对氰化效果的影响,得到易于氰化的加压氧化渣。再通过氰化提金过程中矿浆浓度、氰化钠用量、pH、浸出时间等对金浸出率的影响研究,获得最佳加压氧化预处理工艺条件为：磨矿细度-0.045 mm占95%、反应压力1.6 MPa、矿浆浓度20%、反应温度160 ℃、反应时间240 min、搅拌转速350 r/min。在此条件下,金氰化平均浸出率达到97.3%。     

热酸球磨浸出攀枝花钛铁矿

在工业矿酸比条件下,研究攀枝花钛铁矿热酸球磨快速浸出的可行性,着重考察了搅拌球磨的转速、球料比、硫酸浓度以及反应温度等因素对酸解的影响。结果表明,与未实施球磨的浸出相比(其它试验条件相同、磨浸60 min),钛的浸出率可提高64%,这是由于搅拌球磨导致钛铁矿晶格畸变以及颗粒显著细化所致。获得了磨浸的优化工艺条件为:搅拌磨的转速700 r/min,球料比5∶1,矿酸比1∶1.6,硫酸浓度70%以及温度120℃。在此条件下磨浸60 min钛的酸解率达到81%,所得钛液稳定性≥550 mL,表明70%硫酸可直接液相酸解钛铁矿,为实现水解废酸循环利用提供了一条可行途径。     

用碱从低品位氧化锌矿石中浸出锌

研究了用氢氧化钠溶液从某低品位氧化锌矿石中浸出锌,考察了反应温度、反应时间、初始碱浓度、搅拌速度等对锌浸出的影响。结果表明:氢氧化钠浓度增大有利于矿石中的锌转化成可溶性Na_2Zn(OH)_4;在反应温度65℃、初始碱浓度4 mol/L、液固体积质量比10/1、搅拌速度300 r/min条件下浸出120 min,锌浸出率达90.08%。此工艺为低品位氧化锌矿石的资源化提供了一种可供选择的方法。     

低品位红土镍矿焙烧-碱浸过程中硅的转化

针对目前红土镍矿碱法处理过程中存在的问题提出工艺改进,研究低品位红土镍矿焙烧活化-碱浸过程中含硅矿物的转化。考察了焙烧温度对红土镍矿活性的影响,探索了红土镍矿经焙烧后碱浸过程中温度、时间、搅拌强度、液固比以及碱初始质量浓度对硅转化的影响。结果表明,红土镍矿经650 °C焙烧2 h后,活性得到明显提高,红土镍矿经焙烧后采用初始质量浓度为60 g/L的碱溶液,在搅拌速度为400 r/min、浸出温度为140 °C、液固比为5∶1的条件下浸出120 min,硅的转化率可达89.42%。     

碳酸铅物料碱浸试验研究

采用氢氧化钠浸出碳酸铅物料回收铅,试验考察了氢氧化钠浓度、反应温度、时间、液固比对碱浸的影响,确定碱浸的最佳工艺条件：NaOH浓度6 mol/L,液固比10∶1,温度90℃,浸出时间3h。在此条件下,铅的浸出率可达92.77%。     

低品位红土镍矿焙烧-碱浸过程中硅的转化流程应用研究现状与展望流程应用研究现状与展望

针对目前红土镍矿碱法处理过程中存在的问题提出工艺改进,研究低品位红土镍矿焙烧活化-碱浸过程中含硅矿物的转化。考察了焙烧温度对红土镍矿活性的影响,探索了红土镍矿经焙烧后碱浸过程中温度、时间、搅拌强度、液固比以及碱初始质量浓度对硅转化的影响。结果表明,红土镍矿经650°C焙烧2h后,活性得到明显提高,红土镍矿经焙烧后采用初始质量浓度为60g/L的碱溶液,在搅拌速度为400r/min、浸出温度为140°C、液固比为5∶1的条件下浸出120min,硅的转化率可达89.42%。     

CO2在钢铁工业资源利用现状

钢铁生产过程CO₂的资源利用问题将对我国CO₂减排任务的完成起到重要作用.以CO₂在钢铁工业中的资源化利用为出发点,分析了国内外CO₂气体作为反应气体、搅拌气体及保护气体等在钢铁生产过程中的应用现状. CO₂用作反应气体主要应用在BOF转炉炼钢、不锈钢生产及钢渣碳酸化处理;CO₂用作搅拌气体主要应用于转炉底吹、钢包搅拌及LF炉精炼;CO₂用作保护气主要应用在出钢、中间包及连铸等工序.利用CO₂用于钢铁生产具有成本低、热力学条件好、密度大、搅拌能力强及实现CO₂资源利用等优点,CO₂喷吹之后反应体系中CO₂的利用率需进一步研究.      

石灰苛化法脱除草酸钠的研究

探讨了苛碱浓度、温度、时间、分子比对石灰苛化法苛化效率的影响,并确定了苛化工艺的最佳条件。研究表明,苛化效率随苛碱浓度增加而降低,随温度升高先上升后下降,随反应时间延长而升高并趋于稳定,随分子比增加而升高。在苛碱浓度16g/L、温度60℃、时间60min、分子比2.5的条件下,苛化效率可达到81%。工业应用表明,该工艺流程简单、设备投资少、苛化成本低,既能高效脱除草酸钠又能有效减少氧化铝的损失。     

钒渣空白焙烧清洁提钒工艺探讨

针对现有钒渣提钒工艺成本高、固废量大的问题,提出钒渣空白焙烧—碳酸化浸出制备氧化钒新工艺,重点研究了空白焙烧、碳酸化浸出工艺条件。结果表明,钒渣在860～900℃空白焙烧后,钒主要以Mn_2V_2O_7、Mg_2V_2O_7形式存在;熟料在碳酸氢钠浓度158 g/L、浸出温度95℃、浸出时间120 min等条件下浸出,钒转浸率为90.49%～92.12%;浸出液经偏铝酸钠除硅、碳酸氢铵沉钒制备的五氧化二钒产品符合质量标准YB/T 5304—2017的要求。设计的工艺路线可实现钠、氨介质的循环利用,具有工艺成本低、固废少等特点。     

钢渣碳化砖的碱激发-碳化协同作用机制

摘要：以钢渣为原料,标准砂为骨料,碳酸钠为碱激发剂,基于碱激发 碳化协同作用制备钢渣碳化砖。采用X射线衍射、热重/差示扫描量热分析、压汞法以及扫描电子显微镜分别对试样的物相组成、孔隙率以及微观形貌进行表征。通过对比研究“碱激发”、“碳化”以及“碱激发+碳化”作用对试样强度、产物组成、孔隙率以及微观形貌的影响,对碱激发 碳化协同作用机制进行深入探讨。结果表明,碳酸钠可激发钢渣胶凝活性,生成薄片状水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,为试样提供初始性能。碳化过程中生成的CaCO3等反应产物对试样具有“填充效应”,这是试样强度性能提高的主要原因。碱激发过程中生成的C-S-H凝胶为碳化反应提供碳化源,促进碳化反应的发生;碳化反应利用碱激发反应产物C-S-H凝胶为碳化源,生成CaCO3等反应产物,使基体致密程度提高,从而使试样性能得到进一步优化。     

石煤钒矿碱法提钒浸出液净化过程中回收白炭黑的工艺研究

对石煤钒矿碱法提钒浸出液的净化过程进行研究,通过控制中和剂的浓度、滴加速度、溶液的pH值、反应温度、时间、搅拌速度,净化渣含SiO2达到96.96％,符合白炭黑成分的要求,净化过程V2O5收率稳定在99％以上.     

LF精炼渣碳酸化过程Ca赋存状态转变

为提高LF精炼渣资源化利用效率,对精炼渣碳酸化过程中Ca赋存状态转变进行了研究。通过碳酸化实验确定了温度为20℃,液固比为5,通气量为600 mL/min,转速为700 rad/min,粒径小于88μm时碳酸化效果最好,并探究了不同pH条件下Ca^2+、HCO3^-、CO3^2-的浓度变化。在此基础上,利用XRD、SEM、TG-DTA、FT-IR等方法对碳酸化前后精炼渣进行了表征分析。XRD分析表明,f-CaO、Ca2SiO4、Ca3Al2(SiO4)3衍射峰强度减弱,碳酸化后主要产物为CaCO3;DG-DTA分析表明,碳酸化产物在600~800℃失重率达13.35%;SEM分析表明,生成的CaCO3颗粒聚集附着在精炼渣颗粒表面;FT-IR表明,碳酸化后产生大量碳酸盐,并多为方解石晶型。     

Kinetics of chromium oxide reduction from a basic steelmaking slag by silicon dissolved in liquid iron

The reduction of chromium oxide from a basic steelmaking slag (45 wt pct CaO, 35 wt pct SiO₂, 10 wt pct MgO, 10 wt pct A1₂O₃) by silicon dissolved in liquid iron at steelmaking temperatures was studied to determine the rate-limiting steps. The reduction is described by the reactions: (Cr₂O₃) + Si = (SiO₂) + (CrO) + Cr [1] and 2 (CrO) +Si = (SiO₂) + 2 Cr [2] The experiments were carried out under an argon atmosphere in a vertical resistance-heated tube furnace. The slag and metal phases were held in zirconia crucibles. The course of the reactions was followed by periodically sampling the slag phase and analyzing for total chromium, divalent chromium, and iron. Results obtained by varying stirring rate, temperature, and composition defined the rate-limiting mechanism for each reaction. The rate of reduction of trivalent chromium (reaction [1] above) increases with moderate increases in stirring of the slag, and increases markedly with increases in temperature. The effects of changes in composition identified the rate-limiting step for Cr⁺³ reduction as diffusion of Cr⁺³ from the bulk slag to the slag-metal interface. The rate of reduction of divalent chromium does not vary with changes in stirring of the slag, but increases in temperature markedly increase the reaction rate. Thus, this reaction is limited by the rate of an interfacial chemical reaction. The reduction of divalent chromium is linearly dependent on concentration of divalent chromium, but is independent of silicon content of the metal phase.     

高压碱浸法处理铝电解废旧阴极炭块

利用高压碱浸工艺处理废旧阴极炭块,研究了NaOH浓度、碱浸温度、液固比、反应时间对处理效果的影响,并通XRD、XRF、浸出毒性分析、SEM-EDS探索了废旧阴极炭块处理前后的物相组成、元素含量、浸出毒性、微观形貌和元素分布的变化规律。结果表明,随着NaOH浓度的增加,回收炭材料的碳纯度和F-浸出浓度分别呈现先增加后减小、先减小后增大的变化趋势,随着碱浸温度、液固比、反应时间的增加,回收炭材料的碳纯度逐渐增大,F-浸出浓度不断降低。在最佳工艺条件下,废旧阴极炭块的碳含量从60.02%提高至88.63%,氟浸出浓度含量从2 699.95 mg/L降低至22.19 mg/L,并成功利用碳酸化分解法从浸出液中提取冰晶石产品。高压碱浸工艺具备实现废旧阴极炭块无害化与资源化回收的技术可行性。     

硫酸烧渣加压浸取铁

采用自制硫化物助浸剂在密闭反应釜中还原浸出硫酸烧渣中的铁。分别进行了助浸剂用量、硫酸用量、始酸浓度、反应温度、搅拌速度、反应时间等条件试验,考察各因素对浸取效果的影响。结果表明:当酸浸渣25.0g,助浸剂过剩系数1.1,硫酸过剩系数1.4,始酸浓度3.5mol/L,反应温度95℃,搅拌速度800r/min,反应时间3h时,铁浸取率达99.4%,助浸剂有效利用率达98.9%。     

Feasibility Study of Hydrogen Generator with Molten Slag Granulation

A huge amount of hot molten oxides, such as steelmaking slag and molten municipal waste, is discharged at present without heat recovery, in spite of its very high potential. For example, hot molten slag as a by‐product in the Japanese steelmaking industry, over 1723 K in temperature, reaches as much as 30 million tonnes annually. To recover heat of the viscous slag chemically, the strongly endothermic reaction CH₄+H₂O →3H₂+CO was selected and then the property of dry granulation of the molten slag by Rotary Cup Atomizer (RCA) for expanding surface area of the slag was experimentally studied. The purpose of this paper was, therefore, to study slag granulation under various conditions for promoting heat exchange between slag and gas, in which the influence of the rotating speed and the shape of the cup on the slag drop size was mainly examined. The collected slag drops were correlated with operating conditions such as rotating speed, cup shape, etc. Most significantly, the molten slag was successfully granulated under the dry conditions without water impingement. The rotating speed of the cup influenced the diameter and shape of the slag drops very strongly. The higher rotating speed made the slag drops smaller, more spherical and uniform. Drops with 5 to 6 mm of average dimension were obtained at a rotating speed of 15 rps (900 rpm), and drops with about 1 mm at 50 rps (3000 rpm). In the former case, the shape of the obtained drops changed from spherical to ribbon‐like. These results will be useful to establish new heat recovery processes with hydrogen generation from molten slag with many benefits. Energy analysis and cost evaluation were also conducted, to study the benefit of the proposed process.     

转炉炼钢过程的精细化控制及协同优化

 转炉炼钢过程是一复杂的开放系统,因为受到转炉内多个化学反应同时或交替进行、熔池持续温升与有效控温、熔池自发搅拌强度不均匀性特点、相关杂质元素的高效脱除与如何抑制钢水过氧化、转炉炼钢过程的精细化操作与时序受控等诸多因素的交互影响,在其时空边界内呈现动态起伏和非线性变化特征。要实现由传统追求单一产量指标向追求产量、质量与环保等多目标协同的转变,用传统孤立系统的知识体系不能很好地揭示其运行规律。现代转炉炼钢过程在全流程中的功能定位应聚焦于高效冶炼和稳定获得较洁净的初炼钢水,再与后续钢水精炼技术进行有序组合,满足高拉速、恒拉速多炉连浇的炉-机匹配要求。从转炉炼钢过程在全流程中的功能定位和相关操作的时序匹配等视觉出发,对溅渣护炉、高效供氧、熔池均衡搅拌、钢水成分与温度命中、后搅拌、快速出钢与渣-钢有效分离、转炉煤气高效回收等若干“点技术”展开讨论,阐述上述“点技术”的应用必须追求精细化控制效果,同时要满足转炉炼钢过程时序规划与上下游工序协同运行的要求,确保全流程高质量稳定顺行,不断挖掘转炉炼钢过程的极限潜力。     

从某沉积污泥中提取金、银试验研究

采用焙烧-酸浸-氰化工艺从沉积污泥中提取金、银,试验考察了氰化浸出反应液固比、pH值、氰化钠质量分数、反应时间、搅拌速度对金、银浸出率的影响。沉淀污泥在焙烧温度903K、焙烧时间2h的条件下,进行预处理;焙砂在反应液固比4：1、硫酸浓度0．5mol／L、反应时间3h、反应温度323K、搅拌速度300r／min的条件下,进行硫酸浸出;酸浸渣在反应液固比4：1、pH10．5、氰化钠质量分数0．4％、反应温度298K、搅拌速度250r／min、反应时间72h的条件下,进行氰化浸出;金、银浸出率分别可达93．2％、79．1％。