钒钛磁铁精矿预还原球团电炉冶炼研究

对攀西钒钛磁铁精矿球团电炉冶炼进行研究,通过还原剂作用和优化的熔融还原电炉参数,可实现钒钛磁铁精矿球团冶炼过程中铁和钒钛的分离回收,其中钒被还原后富集到生铁中,而钛富集在电炉冶炼渣中。当渣型碱度(CaO/SiO2)为1.1时,还原球团的金属化率为70%,在1 500℃熔融还原10min后,生铁中铁品位为97.96%,铁回收率可达98.81%,生铁中含钒0.36%,钒回收率可达62.42%,试验过程中炉渣流动性好。     

添加剂强化钒钛磁铁精矿还原的研究

对硼砂添加剂强化钒钛磁铁精矿球团固态还原的机理进行了研究。结果表明,与无添加剂的球团还原比较,含添加剂的预氧化还原球团的金属化率较高,硼砂添加剂可明显促进钒钛磁铁精矿的还原。在还原过程中,含硼砂添加剂的钒钛磁铁精矿还原球团中的颗粒含有数量较多的微细孔洞,从而改善了钒钛磁铁精矿还原球团的显微结构,增强了气体反应物的扩散,有利于钒钛磁铁精矿的还原进行。     

钒钛磁铁精矿直接还原反应行为及其强化还原研究

通过在钒钛磁铁精矿中添加还原煤粉和少量添加剂,研究了还原温度、还原时间和添加剂等因素对钒钛磁铁精矿金属化率的影响,并对添加剂强化还原机理进行了探讨.结果表明:还原温度、还原时间、碳铁摩尔比及添加剂对金属化率的影响较大.在还原温度1200℃、还原时间120 min的条件下,未添加添加剂时金属化率最高可达84.5%;添加质量分数3.0%Na₂CO₃或CaF₂的条件下,钒钛磁铁精矿的金属化率可以分别达到96.5%和93.3%.     

钒钛磁铁精矿球团还原性研究

通过钒钛磁铁精矿—煤—Na_2CO_3球团的加热试验,考察了温度、配碳量、Na_2CO_3配加量等因素对矿还原性的影响,探讨了Na_2CO_3的作用机理。采用回归正交法设计试验,统计分析试验结果发现:温度、配碳量、Na_2CO_3配加量对矿还原有显著的影响,其中温度影响最大;较低温度下,Na_2CO_3对碳气化反应能产生明显的正催化作用,促进矿中铁氧化物的还原。在配碳2.33 mol、1 260℃、Na_2CO_3配加0.014mol、30min的条件下,钒钛磁铁精矿的还原度为94.56%,金属化率91.67%,金属铁颗粒明显生成。     

直接还原处理低品位钒钛磁铁精矿

在1 000~1 300℃添加少量Na_2CO_3+NaCl复配添加剂,以无烟煤做还原剂等温还原低品位钒钛磁铁精矿,再通过磁选分离获得铁精粉和钒钛渣。考察了C/Fe摩尔比、还原温度和还原时间对铁的还原、钒钛迁移富集行为以及物相转化规律的影响。结果表明,C/Fe摩尔比和反应温度对直接还原过程中有价组分迁移富集的影响很大,当C/Fe摩尔比为1.2时,在1 200℃还原2h,钒钛磁铁矿精矿的金属化率可达到92.8%,还原后钒主要富集在钛渣相中,有效实现了铁与钒/钛的分离。     

钒钛磁铁精矿预制粒烧结研究

本文通过在采取不同精矿比例与不同生石灰比例参与预制粒进行烧结试验研究,探索了强化钒钛磁铁矿烧结的新途径。结果表明：在钒钛磁铁精矿烧结中,精矿参与预制粒比例增加,烧结速度提高;生石灰比例增加,烧结矿强度指标改善,利用系数提高。结合攀钢的生产实际,采取预制粒精矿在25%~50%、生石在4%等措施,可以起到强化烧结的作用。     

提高钒钛磁铁精矿配比对烧结的影响

为了探索钒钛磁铁精矿配比变化对烧结的影响,研究了不同钒钛磁铁精矿配比对混合料制粒、混合料液相生成特性、烧结性能、烧结矿矿物组成、烧结矿冶金性能的影响,结果表明:钒钛磁铁精矿配比在46%~67%时,随着精矿配比的升高,烧结矿中TiO2含量增加,混合料的透气性指数略有降低,烧结速度明显减慢,利用系数降低,转鼓强度略有降低;总体上液相量逐渐变少,矿物结构的粘结性与结晶性变差;滴落温度明显升高,软熔区间变宽,软化温度和熔融温度在一定范围内有所波动;混合料液相生成温度升高,生成量降低,成矿性能变差。     

攀钢钒钛磁铁精矿小球团烧结试验研究

在攀钢烧结原料条件下，针对攀枝花钒钛磁铁精矿特点，进行了实验室烧结杯烧结试验和圆盘制粒的半工业试验，结果表明：以钒钛磁铁精矿为主的小球团烧结技术是可行的，应用该技术可明显优化烧结矿产质量指标。     

碱度对高钛型钒钛磁铁精矿烧结的影响

针对攀钢烧结的具体情况，在实验室进行了不同度对高钛型钒钛磁铁精矿烧结影响的系列试验研究。结果表明，目前攀钢生产的碱为1.7的烧结矿强度差，成品率低，其烧结综合指标最差，而碱度为1.5和1.9的烧结指标最好。     

白马钒钛磁铁精矿烧结的特点

分析了白马钒钛磁铁精矿烧结的特点 ;与攀枝花钒钛磁铁精矿相比 ,白马精矿具有垂直烧结速度快 ,烧结机利用系数高 ,其烧结矿具有含铁、钒高 ,二氧化钛、硫低的特点。白马烧结矿的软化、熔化、滴落温度低 ,有利于改善高炉冶炼时炉料的透气性。     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。     

钒钛磁铁矿碳热还原的实验研究

采用熔融还原方式还原钒钛磁铁矿,借助化学分析和XRD等分析方法,考察了配碳量及供碳方式对钒钛还原的影响。研究表明：采用固体碳还原,随着配碳量的增加,铁中的[Ti]和[V]的质量分数均不断增加;不同的供碳方式对还原会产生很大影响,采用混合供碳方式还原效果最好,钒钛质量分数分别达到了0.221%和1.22%;钛在还原过程中有一定的脱硫能力,随着铁样中钛质量分数的增加,铁样中硫质量分数不断降低;随着Ti还原量的增加,V还原量也不断增加。     

铬铁矿在熔融滴下过程中的还原机理

为了探讨铬铁矿的熔融还原机理，利用光学显微镜、电子扫描显微镜和能谱分析技术，观察分析熔融滴下实验中不锈钢母液炉料滴下物的结构形态变化。结果表明，还原过程可分为两个阶段：首先是铬铁矿通过CO气体的间接还原，其还原机理可用未反应核模型解释；其后是铬铁矿逐步在渣相中溶解，被固体碳直接熔融还原。     

脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响

研究了脉石成分对铁矿球团还原膨胀性能的影响.以纯铁矿物为原料采用压块-焙烧-还原方法进行的研究表明:纯赤铁矿团块的还原膨胀率明显大于纯磁铁矿团块;CaO、SiO2、MgO、Al2O3可显著降低赤铁矿团块的还原膨胀率;SiO2、MgO可在一定程度上降低磁铁矿团块还原膨胀率,CaO、Al2O3则使磁铁矿团块的还原膨胀率增大.在此基础上研究了赤铁精矿为主配加磁铁精矿制备的氧化球团矿的还原膨胀性能,确定了抑制球团矿还原膨胀的适宜添加物及其用量.对CaO导致球团异常膨胀的机理进行了探讨:在浮氏体还原成金属铁的过程中,固溶于铁氧化物晶格中的Ca2 会促进"铁晶须"的生成与发展,导致球团产生异常膨胀.     

钒钛磁铁矿的复合造块新工艺

 钒钛磁铁精粉具有TiO2含量高、SiO2含量低等特点,由此生产的烧结矿转鼓强度差,低温还原粉化严重。为了保证烧结矿获得足够高的强度,必须生产高碱度甚至超高碱度烧结矿,但对于承钢而言,酸性炉料供应短缺、价格高迫使烧结矿碱度为2.0～2.3,提高烧结矿的质量存在很大困难。提出了一种铁矿粉造块新工艺,即复合造块工艺,论述了该工艺在技术上的可行性,并与常规烧结工艺在烧结工艺参数、烧结矿产质量指标和冶金性能方面进行了对比分析,并对复合块矿进行了显微结构分析,从机制上进一步证明了该工艺的优越性和可行性。     

基于低温快速预还原的熔融还原炼铁流程

提出了基于低温快速预还原的熔融还原炼铁流程。由三部分组成:熔融气化炉,主要功能是熔化海绵铁和产生预还原所需的还原煤气;预还原部分,由两级快速循环床和一级矿粉预热床组成,主要功能是将矿粉转变成高金属化率的铁粉,金属化率大于85%;煤气处理,包括尾气换热、煤气洗涤、煤气增压、脱除CO2等工序,功能是调节预还原所需的煤气成分、煤气量与温度。新工艺采用精矿粉或粒度小于1 mm的矿粉,具有还原温度低、反应接近平衡态、金属化率高等特点,吨铁燃料比有望在600 kg左右,实现炼铁工艺的高效、节能与减排。     

添加剂对铜渣改性过程中磁铁矿相析出与长大的影响

采用高温氧化改性的方法富集含铜熔渣中的铁。研究了添加剂种类对磁铁矿相析出与长大的影响,结合相图考察了添加剂作用下磁铁矿相结晶量、晶粒度及晶体形貌的变化,并初步探讨了添加剂的作用机理。结果表明,添加2%～5%的CaO量有利于磁铁矿相的析出;添加1%～3%的CaF2对磁铁矿相的析出与长大、粗化有一定的促进作用;新型复合添加剂既降低了熔渣的黏度和熔化性温度,也提高了熔渣的碱性,对磁铁矿相析出、长大的作用显著;磁铁矿相体积分数达到41.5%～42.4%,晶粒呈粗大等轴晶,晶粒尺寸50.2～55.6μm,有利于改性渣中磁铁矿的选矿分离。     

Carbothermic Reduction Mechanism of Vanadium-titanium Magnetite

To achieve the high-efficiency utilization of vanadium-titanium magnetite( VTM),reduction experiments were conducted to determine the carbothermic reduction mechanism of VTM. Effects of volatile matter,temperature,time,and carbon ratio( molar ratio of fixed carbon in coal to oxygen in iron oxides of VTM) on reduction degree were investigated.Results show that reduction degree increases with increasing volatile matter in coal,temperature,time,and carbon ratio.Phase transformation,microstructure,and reduction path were analyzed by X-ray diffraction,scanning electron microscopy,energy-dispersive X-ray spectroscopy,and Fact Sage 6. 0. The thermoravimetry-differential scanning calorimetry-quadrupole mass spectrometer method was used for kinetic analysis of the main reduction process. Results indicate that the kinetic mechanism follows the principle of random nucleation and growth( n = 4),and the activation energy values at 600-900 and 900-1 350 ℃ are 88. 7 and 295. 5 kJ / mol,respectively.