钒钛专利

正专利名称:气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺专利申请号:201310216599.8专利公开号:CN103255255A申请日:2013-06-03公开日:2013-08-21申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司本发明公开了一种气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺,包括以下步骤:a.制成品球团;b.将成品钒钛矿球团作为原料装入直接还原竖炉内,并向竖炉内通入还原气,还原球团矿得到热态直接还原铁;c.将热态直接还原铁热送至熔分电炉     

钒钛磁铁矿含碳球团的还原历程

 为实现钒钛磁铁矿资源的高效合理利用,对钒钛磁铁矿含碳球团的还原过程进行了解析,初步建立了动力学控制方程;利用差热分析方法对钒钛磁铁矿的还原熔分历程进行了分析与讨论,认为钒钛磁铁矿的还原可分为煤的氧化、钒钛磁铁矿的直接还原、借助碳的气化反应的直接还原和还原结束4个部分;以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,煤为还原剂,考察了反应时间和温度对含碳球团还原度的影响,确定固体产物层内扩散是钒钛磁铁矿含碳球团直接还原反应的控制性环节,计算出其表观活化能为112.13 kJ/mol。     

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新。气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径。以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响。结果表明:以钒钛铁精矿为原料,配加1%膨润土,在1 250℃下焙烧20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度。在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(<20%),可满足气基竖炉直接还原工艺要求。煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点,将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展。     

钛磁铁矿竖炉预还原-电炉炼铁流程初探

本文回顾了钛磁铁矿竖炉直接还原的试验研究情况。论述了钛磁铁矿球团的还原特点,即由于其物质组成和结构的特殊性,要求还原气具有高还原势和高还原温度。竖炉预还原工艺可以大幅度降低对气体成分和温度的要求,使流程容易实现工业化。对竖炉预还原-电炉炼铁流程的主要工序作了说明。本流程能很好地适应川西地区的能源资源特点,可以大幅度提高钒钛磁铁矿的综合利用水平,是值得进一步开发的重要的新流程。     

采用碱度球团大幅度降低钒钛铁精矿还原温度的初探

钒钛铁精矿外配一定量的CaO或MgO,能在氧化焙烧及还原过程破坏原矿中极难还原的钛磁铁矿矿相,使之转变成易还原的自由铁氧化物,于是以普通矿的还原条件即可获得90％的金属化率,还原温度能在现有水平上大幅度降低。碱度球团的生产已有成熟经验,其强度与还原性能具备竖炉还原条件。海绵铁渣相含高CaO、MgO,对下步工序熔化分离有利,对提取钒钛并不构成障碍性困难。     

钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热理论分析

根据目前攀西地区钒钛磁铁矿资源综合利用情况,结合国内外许多学者的研究成果及本人的研究方向(钒钛磁铁矿内配碳球团内部传热及仿真模拟研究)重点分析了钒钛磁铁矿内配碳球团的还原传热,即球团的两种加热方式,球团的三种传热方式(热传导、热对流、热辐射)以及球团内部传热与还原之间的关系。结论是为了提高球团的传热效率,得到理想的金属化率,减少球团的再次氧化,需通过效率更高的微波加热方式。     

低镁钒钛磁铁矿的还原机理

为开发利用辽宁朝阳地区低镁钒钛磁铁矿资源,本文以石墨粉为还原剂,研究还原温度、碳氧比等因素对内配碳球团还原过程的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析方法对还原机理进行分析.研究结果表明,低镁钒钛磁铁矿与攀西地区钒钛磁铁矿相比,易于还原.当还原温度超过1 150℃时,球团均能快速进行反应;配碳比增加有利于反应分数的提高.随着反应时间的延长,球团内部先后出现浮氏体、新生钛铁矿和FeTi2O5等过渡相,还原产生的金属铁从矿物颗粒外表面到内部依次析出,金属铁相不断增加并聚集长大,球团内部新生相界面逐渐清晰.     

钒钛磁铁矿含碳球团高温还原研究

本文通过实验,研究了钒钛磁铁矿含碳球团在高温还原过程中的还原速度及熔体膨胀高度。讨论了钒钛磁铁矿含碳球团碳含量及球团碱度对还原速度及熔体膨胀高度的影响。     

用竖炉还原攀枝花钒钛磁铁矿还原气最小需要量的计算

一、问题的提出用竖炉还原钒钛磁铁矿,不仅对还原气的质量提出了较高要求,而且每还原一吨铁的还原气平衡需要量也较普通矿石多。如何计算混合还原气的最小需要量是目前用竖炉还原攀枝花钒钛磁铁矿需要解决的问题之     

钒钛铁精矿内配碳球团的高温快速还原

 钒钛铁精矿是一种铁、钒、钛等多元素共生的复合矿,具有很高的综合利用价值。通过采用实验室转底炉对钒钛铁精矿内配碳球团进行了高温快速还原的可行性研究,分别考察了配碳比、还原温度、添加剂、还原时间等参数对球团金属化率的影响。结果表明,配碳比（1.5：1）、还原温度（1350℃）、添加剂（2%）、还原时间（20min）时金属化率可以达到88%以上。对原料、还原样品进行x射线衍射分析表明,钒钛铁精矿粉中的磁铁矿、钛磁铁矿和钛铁矿通过还原转变为单质铁、含铁黑钛石。     

钒钛磁铁矿直接还原实验研究

在实验室条件下研究了钒钛磁铁矿直接还原特点,摸索了还原温度、还原时间、还原气氛和配碳量对直接还原金属化率的影响.结果表明,还原温度和气氛是影响金属化率的最重要因素,温度达到1 300℃以上,还原时间达到20 min以上,维持还原过程中性至还原性气氛,球团金属化率可稳定保持在90%以上.同时分析了还原后金属化球团的岩相组成,比较了钒钛磁铁矿与普通矿直接还原的差异.     

NaOH对钒钛磁铁精矿直接还原的影响研究

为了实现钒钛磁铁矿的低温还原,提高金属化率,以NaOH为钠化剂处理钒钛磁铁矿,钒钛磁铁精矿中配加煤粉和NaOH进行直接还原,试验研究了配碳比、直接还原温度、还原时间、Na/Si对直接还原的影响,直接还原后金属化球团利用化学分析法和XRD进行分析。研究结果表明:NaOH可以大幅降低钒钛磁铁矿的直接还原温度、显著改善还原效果。当Na/Si=0时,1 150℃、还原时间50 min,球团金属化率仅为79.87%;当Na/Si=5.0时,1 150℃,仅需30 min,球团金属化率可达93.17%。通过XRD检测结果可知,金属化球团内已形成钛、硅、铝相应的钠酸盐。NaOH的加入可以促进含铁矿物的还原,大幅降低能耗。     

白马钒钛磁铁矿氢还原动力学

我国攀西地区的钒钛磁铁矿储量很大。国内曾对含钛较高的钒钛磁铁矿的还原性能作过研究,对低钛白马钒钛矿还原性能的研究未见报道,开展这方面的研究有理论和实际意义。白马钒软磁铁矿含铁55.85％,含TiO_23.17％。实验在热天平上进行。首先比较了纯Fe_2O_3、纯Fe_3O_4白马精矿、钛铁矿球团(d=1cm)     

钠、钛对钒钛磁铁矿钠化氧化球团低温还原粉化的影响

本文用化学配制的方法,摸拟攀枝花矿钠化球团混合料的配比,对不同配比试样进行还原膨胀测定及球团显微结构的观察,弄清了钠、钛并存是攀枝花钒钛磁铁矿钠化球团产生灾难性膨胀的主要原因     

钛磁铁矿球团还原过程的氧交换图及应用

近年来,随着攀枝花资源综合利用科研工作的广泛开展,对钛磁铁矿球团还原机理的认识不断深化。本文在还原相变和热力学分析的基础上,着重介绍了钛磁铁矿球团还原过程氧交换图的建立方法,并以成都钢铁厂竖炉扩大试验的数据为例,说明了竖炉操作线图的应用。     

钒钛磁铁矿直接还原技术研究进展

钒钛磁铁矿是一种含钒、钛、铁和其它有价元素如钪、铬、钴、铜、镍等多种元素共生的复合矿,因而具有很高的利用价值,目前主要采用高炉-转炉法冶炼钒钛磁铁矿,但该流程存在着诸多弊端,基于此背景,本文绍当前几种典型直接还原技术,将先提铁的工艺分为:直接还原-电炉法和直接还原-磁选法,将先提机的工艺分为钒钛磁铁矿精矿钠化焙烧-水浸提钒和钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧-酸浸提钒。综述了当前几种典型直接还原技术的研究现状,为今后钒钛磁铁矿资源综合利用提供参考。同时,通过对比和分析不同直接还原技术的应用现状和特点,发现竖炉-电炉法具有良好的应用前景,是未来钒钛磁铁矿资源综合利用的发展方向。     

焙烧工艺对球团矿还原性能的影响

针对承钢球团矿的原料特点,研究了不同膨润土配比和焙烧工艺条件对承钢钒钛磁铁矿球团还原性能的影响。试验结果表明,承钢竖炉球团造球过程中,膨润土配比控制在2%~3%之间,焙烧温度控制在1 200~1 250℃,焙烧时间控制在30 min,对球团矿的中温还原性有利。     

钒钛磁铁矿球团灾难性膨胀及其消除办法的研究

某些高品位铁精矿球团在用气体(H_2或CO或其混合物)还原时发生所谓的灾难性膨胀的问题,早已多有报道.以钒钛磁铁矿为原料的球团的还原膨胀性质的研究尚未进行过.为解决钒钛磁铁矿球团竖炉直接还原过程中发生的灾难性膨胀问题,在实验室中用光学投影法研究了氧化钠化球团还原时的特性.不附加任何添加剂的氧化球团(TY)升温还原到550～750℃时发生正常膨胀,最大线膨胀率为4～7%.添加5～6%芒硝的氧化球团(6NTY)在同样条件下发生灾难性膨胀,最大线膨胀率15～30%,膨胀后的球团严重粉化,一触即溃.但6NTY球团在高于～1100℃恒温还原时,仅作正常膨胀.用控制气体还原位的方法分步还原实验结果表明,6NTY球团的灾难性膨胀及TY球团的正常膨胀都是发生在赤铁矿-磁铁矿转变阶段,这与国外研究者提出的在浮土体-金属铁阶段生成的铁须导致球叫灾难灶膨胀的观点不同.用弱还原性气氛(例如CO/CO_2=1/99的还原气体)对球团作磁铁矿化处理,消除了赤铁矿,从而完全消除了灾难性膨胀.磁铁矿化球团(6NTM, 6NTYM, 6NTYVM)的还原膨胀值仅～1.5%,相当于球团的热膨胀值.提出了磁铁矿化指标α=Fe~(3+)/TFe-0.70TiO_2作为事先检验球团还原膨胀性质的判据.研究结论已为四川省冶金研究所进行的扩大试验结果所证实.     

钒钛磁铁矿金属化球团固结机理研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,研究了钒钛磁铁矿金属化球团的固结机理。讨论了配碳量(C/O)、还原温度、还原时间对球团金属化率和抗压强度的影响,确定了金属化球团的固结机理。研究发现:钒钛磁铁矿金属化球团的抗压强度主要与金属铁相的数量和形态以及金属化球团内孔隙的大小有关;金属化球团孔隙的大小主要取决于配碳量高低和脉石所形成的渣相对金属化球团内部孔隙的填充状态;金属铁相的数量和形态则取决于金属化球团的还原程度。随着还原温度升高和还原时间延长,金属化球团内部金属铁相密集度增加,渣相流动性改善,从而导致金属化球团孔隙减少且变小,球团强度增加。     

攀枝花铁精矿钠化磁化球团竖炉还原磁选分离法全流程试验

本法是攀枝花铁精矿综合利用冶炼新流程之一。该法采用回转窑磁化焙烧消除了攀枝花铁精矿钠化球团在竖炉还原过程中产生“灾难性膨胀”、粉化等引起严重粘结的现象,并顺利地生产了适合竖炉还原要求的磁化球团。试验发现钠化磁化球团中保留适当的硫含量有利于竖炉还原过程中金属铁粒的长大和磁选分离。磁选结果说明本流程能将攀枝花铁精矿中的铁钒钛进行有效的分离。所得铁粉可炼优质钢或作粉末冶金制品,并从钒钛富集料中提取了红钒和钛白。