电热还原高岭土制取铝硅合金的研究

介绍以高岭土，烟煤为主要原料，电热法制取铝硅合金的试验结果，试验采用的主要设备为１００ｋＷ直流矿热电弧炉，试验中研究了电炉参数，炉料配比，合金成发，金属收率等，试验结果表明，采用合适的炉料配碳量，以高岭土，烟煤为原料，电热法生产高品位铝硅合金是可行的，可以生产含铝６０％左右的合金，金属收率达到８０％，文中还讨论电参数，配碳量，生产操作等对炉底上涨的影响及抑制炉底上涨的措施。     

钛精矿配碳还原的过程优化

攀西地区钛精矿成分复杂,性质特殊。为了探明碳热还原钛精矿的机理,得出不同配碳量、温度、碱度对钛精矿碳热还原反应的影响以及钛精矿碳热还原最优条件,采用HSC Chemistry 6.0软件对钛精矿配碳还原过程中铁、钛和钒的起始还原温度、金属含量、金属化率等进行了计算。结果表明:随着温度的增加,还原率逐渐增加;配碳量对还原反应的影响较大,当配碳量增加时,还原反应开始温度逐渐降低;碱度的增加对金属铁的回收率影响不大,对金属钒和钛的影响较大;当温度为1 600℃、碱度为1、配碳量为14%时,对金属铁、钛、钒的回收效果最好,铁回收率可以达到99%以上,钛回收率为0.0147%,钒的回收率为25.5%。     

含铝固废和低品位铝土矿制备Al-Si和Al-Si-Fe合金及其应用

我国每年产生的大量工业含铝固废与逐渐枯竭的优质铝土矿资源,给我国的铝工业发展带来了新的挑战。为减轻工业含铝固废对自然环境的污染与缓解铝矿石大量依赖进口的现状,以含铝固废与低品位铝矿回收利用为目的的碳电热还原法制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的技术受到了广泛的关注。碳电热还原法制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的应用技术也是当前研究热点。综述了国内外以低品位铝矿资源和含铝固废为原料碳电热还原制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的研究及工业现状,并对碳电热还原法制备的Al-Si和Al-Si-Fe合金的应用途径进行了详细的分析。根据当前碳电热还原制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的最新研究进展,对碳电热还原制备Al-Si和Al-Si-Fe合金的前景进行了展望。      

电弧炉碳热还原制取二硼化钛

研究了电弧炉碳热还原氧化钛和氧化硼制取二硼化钛的方法,制备出相对纯度大于９５％的二硼化钛。这种方法利用电弧炉的能量集中的优点,使碳热还原反应瞬间完成,具有很高的生产效率,。由这种方法制备的二硼化钛应用于铝电解工业中,作为铝电解槽惰性阴材料。     

稀土硅铁合金冶炼工艺及反应机理

综述了硅热法还原高炉渣、稀土富渣、稀土精矿及碳热法还原稀土氧化物、稀土富渣、氟碳铈精矿等生产稀土硅铁合金的工艺特点和技术进展,指出碳热还原法较硅热法具有能耗低,稀土收率高、无工业废渣等优点,分析了碳热还原法冶炼过程中的有关物理化学反应,碳热还原法工艺的关键是要强化稀土碳化物的生成。     

稀土硅铁合金冶炼工艺及反应机理

综述了硅热法还原高炉渣、稀土富渣、稀土精矿及碳热法还原稀土氧化物、稀土富渣、氟碳铈精矿等生产稀土硅铁合金的工艺特点和技术进展.指出碳热还原法较硅热法具有能耗低、稀土收率高、无工业废渣等优点.分析了碳热还原法冶炼过程中的有关物理化学反应,碳热还原法工艺的关键是要强化稀土碳化物的生成.     

直流电弧炉制备金属砷试验研究

采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷制备金属砷,原料三氧化二砷的纯度为98%。考察了炉盖温度、冷凝器温度以及还原剂的用量的影响因素。在试验条件:炉盖温度550～600℃,冷凝温度450℃±10℃,每小时进料2.5 kg的条件下,得到了纯度>95%的金属砷。分析了采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷能够得到金属砷,但金属砷纯度达不到99%以上的原因,提出了下一步试验的改进方向。     

石门磷精矿用于窑法磷酸生产原料的评价实验

对采用焙烧-消化-分离得到的石门磷精矿进行了评价实验, 结果表明, 在钙硅比0.30、配碳量为理论量的1.5倍条件下配料、造球, 生球抗压强度34.5 N、0.5 m落下强度大于22次, 干球抗压强度203.5 N、1 m落下强度大于5.2次, 球团性能良好。磷精矿在钙硅比0.37、配碳量为理论量的1.5倍、1360 ℃下还原40 min, 磷还原率达到96%, 渣球软熔性好。实验表明, 石门磷精矿是一种适合窑法磷酸工艺的生产原料。     

钒钛海砂矿转底炉直接还原研究

针对印尼钒钛海砂选矿后的精矿，采用转底炉直接还原—电炉熔分工艺，先后完成了小型基础试验研究和中试试验。得到最佳的条件是，m（海砂精矿）:m（兰炭）:m（膨润土）:m（有机粘结剂）=100:25:3:1，含碳球团3层（54 mm），还原温度1 260℃，还原时间30 min，中试得到球团平均金属化率88.63%，球团中剩碳4.81%。将金属化球团热装入300 kVA的直流电炉进行冶炼，得到含钒铁水，铁水中铁品位96.25%，钒品位0.443%，铁与钒回收率分别为99.64%和88.96%，炉渣中TiO₂品位38.86%，钛回收率为98.95%。结果表明，转底炉直接还原—电炉熔分处理海砂精矿技术上可行。      

单电极直流电弧炉热态模拟试验研究

在容量２５０ｋｇ的单电极直流炼钢电弧试验炉上进行了热态模拟试验研究，控制了伏安特性、功率、电效率以及耐火材料烧损指数等单电极直流电弧炉的电热特性，试验厂家结构表明，单电极直流电弧炉具有不同于三相交流电弧炉的电热特性。     

高炉含锌粉尘中铁资源的富集回收

以转底炉工艺技术为基础,采用高温焙烧-磁选分离工艺对济钢高炉含锌粉尘脱锌富集铁进行了实验室研究,考察了还原温度、还原时间及配煤量对含锌粉尘脱锌率、金属化率、磁选精矿产率以及铁回收率的影响。实验结果表明最佳工艺参数为:还原温度1 350℃,还原时间30 min,配煤量4%。在此条件下的脱锌率和金属化率分别为99.75%和99.46%,精矿产率为45.63%,铁回收率为95.76%。     

攀枝花硫酸渣直接还原试验研究

采用正交试验和单因素试验研究了配碳量、还原温度、还原时间对攀枝花硫酸渣直接还原的影响。结果表明，影响硫酸渣还原过程的主次因素依次为: 配碳量>还原温度>还原时间; 硫酸渣直接还原适宜的工艺参数为: 配碳量1.3、还原温度1 300 ℃、还原时间35 min，此条件下硫酸渣直接还原金属化率为97.16%。     

转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿初探

针对现有硼铁精矿硼铁分离工艺所存在的的弊端,提出采用转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿,并通过热力学分析和实验室试验进行了验证。实验室试验表明：对于辽宁凤城Fe和B₂O₃含量分别为47.20%和6.90%的硼铁精矿,以莱芜钢铁公司所用无烟煤为还原剂、QT-10为造球粘结剂,用高温硅钼炉模拟转底炉,当硼铁精矿和煤粉的配合比分别为83.3%和16.7%、粘结剂配入量为精矿和煤粉总质量的2%、混合料的水分为7%时,含碳球团经1 400 ℃焙烧15 min,可很好地实现渣铁分离,所得含硼珠铁和高活性富硼渣分别可作为钢铁冶金和硼化工工业的优质原料。     

硅灰碳热还原制备硅铁合金

为了进一步提高硅灰的经济价值并减少环境污染。本文首先对硅灰回收利用制备硅铁合金过程中可能发生的反应及其热力学可行性进行了研究,分析了炉内发生的反应过程,并将冶炼温度确定为1700℃。然后向硅灰中添加Fe粉及石油焦经碳热还原反应成功冶炼出Si含量为34.85%的硅铁合金。通过对产物检测分析得出合金成分主要是Fe和Si,合金成分均匀、结构清晰。为实现硅灰固废的回收利用提供了一条新的工艺路线,并证实了该工艺的可行性。     

铁酸锌配碳选择性还原的热力学分析和试验研究

为研究铁酸锌配碳选择性还原分解过程,通过Factsage计算和试验研究相结合,分析铁酸锌配碳还原分解的热力学过程,讨论反应温度和配碳量对铁酸锌分解行为的影响。结果显示,铁酸锌配碳还原过程遵循逐级还原规律,控制C/O摩尔比0.6以下,温度低于900℃时,可实现铁酸锌的有效分解、ZnO过还原的抑制;采用固相反应法合成了结晶度好、纯度较高的铁酸锌,800℃时铁酸锌配碳还原分解为Fe_3O_4和ZnO,随着温度的升高,铁氧化物的逐级还原为FeO和Fe,ZnO被还原为Zn,试验结果与热力学计算结果基本一致。     

钛铁矿精矿碳热还原制取碳氧化钛（TiCxO1-x）物相演化机理研究

基于 USTB 工艺，以广西某钛业公司的浮选钛铁矿精矿为研究对象，研究钛铁矿精矿直接碳热还原制 取碳氧化钛（TiC_xO_1-x）机理和物相变化过程。采用 XRD、SEM-EDS 和 HSC 热力学软件对碳热还原产物及反应过程 进行分析，结果表明：随着碳配比量的增加，还原过程物相主要为：FeTi₂O₅、Ti₂O₃、Fe、TiO、TiC_xO_1-x、TiC；当石墨的配 比质量分数为 22.92%~26.61% 时，1 550 ℃氩气气氛下还原 4 h 可得到 TiCxO1-x；结合反应热力学和物相分析结果可 知，整个还原过程主要是固相 C 参与还原，CO 还原作用小，还原过程物相演化规律为：FeTiO₃→FeTi₂O₅→Ti₂O₃+Fe→ TiO+Fe→TiC _xO_1-x+Fe。在 1 550 ℃下，反应生成 TiC 过程主要是固相碳起还原作用，CO 无法起到还原作用；生成碳 氧化钛 TiC_xO_1-x的 ΔG 介于 TiC 和 TiO 之间，属于不完全还原状态，主要通过控制碳配比量在反应温度内即可还原 得到碳氧化钛。     

南阳蓝晶石矿的工艺矿物学研究

南阳蓝晶石矿属高硅型矿石。工艺矿物学研究表明,石英含量高对蓝晶石的精选影响不很大。矿石中云母、高岭石等含量较多,不仅以其易浮性而与蓝晶石难于分选,而且它们有一部分在蓝晶石中成次生包体,难以完全解离,对精选蓝晶石也构成不利影响。绢云母进入蓝晶石精矿不仅会降低精矿Al_2O_2含量,而且会提高K_2O和Na_2O含量,两者都对精矿质量不利。因此,处理好这些低铝易浮矿物是该类蓝晶石选矿成败的关键。本文同时讨论了金红石、褐铁矿、刚玉等在选矿流程中的去向,以及相应的处理意见。     

钠盐强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团自还原机理研究

研究了含钠添加剂强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团的还原过程,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了含钠添加剂掺量对内配碳球团还原行为及其强度变化的影响。结果表明:球团中配加含钠添加剂不仅可明显强化该铁矿石的还原行为,大幅度提高焙烧球团的金属化率及其磨选产品的铁品位,同时还可明显提高焙烧球团的强度,降低焙烧球团的粉化率。钠盐配加量为3%的内配碳球团在960℃下还原40 min,所得焙烧产物的金属化率为86.21%,产品铁晶粒增大、连晶增多,孔洞显著减少,结构致密,还原过程的粉化率降至2.57%;焙烧产品在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行弱磁选(磁场强度180 k A/m),获得的精矿铁品位为87.93%,明显优于不添加钠盐情况下的指标(金属化率为45.62%,粉化率为35.39%,精矿铁品位为58.12%)。     

用浮选捕收剂处理电解铜废水的试验研究

提出了处理含铁量较高的冶金尘泥-电炉除尘灰的新思路,即利用碳热还原法选择性还原电炉除尘灰中的有价金属,获得主体元素为Fe,掺杂Mn、Cr、Ni、V合金元素的铁基合金。研究了还原温度、还原时间以及配碳量对电炉除尘灰中铁基合金元素还原收得率的影响。采用X-荧光光谱（XRF）、扫描电镜（SEM）、X-射线能谱（EDX）等手段对电炉除尘灰原料进行了测试分析,并运用XRF测试了电炉除尘灰碳热还原产物-铁基合金元素的化学成分。结果表明：在还原条件为1300℃?120min,配碳量为1：0.33时,铁基合金中目标合金元素的含量达到 98.975%,电炉除尘灰中目标合金元素的收得率达到最高值98.15%,实现了电炉除尘灰中有价组分的高效回收。     

碳热还原法制取稀土硅化物合金冶金技术获2000年度国家技术发明奖二等奖

由东北大学张成祥、任存治等完成的“碳热还原法制取稀土硅化物合金冶金技术”是国家发明专利(专利号ZL92109998．3)的工业化实施项目。该项目以氟碳铈精矿、硅石为原料,焦炭、木炭等为碳质还原剂,在矿热炉内首先实现了炉底不结瘤、连续化无渣冶炼,