铁矿石制备还原铁粉的碳还原过程的实验研究

采用焦炭和无烟煤作还原剂对磁铁精矿以及赤铁精矿进行了固态下碳还原研究。研究结果表明, 在现有海绵铁生产采用的温度范围(1 050～1 150 ℃), 赤铁矿还原性能明显优于磁铁矿。采用无烟煤作还原剂可以大大降低还原温度、缩短还原时间。采用扫描电镜及X-射线衍射对还原产品进行了分析。     

钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离主要影响因素探析

从钛磁铁矿还原历程和焙烧方式、还原条件、磨选条件对钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离的影响等4个方面分析总结了钛磁铁矿直接还原—磁选技术的研究进展。在直接还原过程中,钛磁铁矿的还原历程为Fe_2.75Ti_0.75O₄→Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→Fe TiO₃→Fe Ti₂O₅→Ti₂O₃;从现阶段看,钛磁铁矿直接还原常用的焙烧方式主要有内配法和包埋法,其中内配法还原温度低、还原时间短、还原剂用量低,成本低且钛铁分离效果更好,包埋法所得富钛产品中TiO₂品位高,有利于钛资源回收利用;还原剂、还原温度、还原时间和添加剂均对钛铁分离效果有影响,适宜的还原条件有利于钛铁矿物的还原和金属铁颗粒的聚集长大,从而促进钛铁分离;磨矿细度和磁场强度也对钛铁分离效果有影响,磨矿细度不宜过粗/过细,磁场强度不宜过大/过小。通过...     

机械力储能对石墨-磁铁矿体系碳热还原热力学的影响

分析了石墨和磁铁矿的机械活化能, 并就其对碳气化反应及磁铁矿碳热还原反应热力学的影响进行了理论探讨。研究结果表明, 石墨或磁铁矿的储能均可使磁铁矿碳热还原温度降低。磁铁矿的储能对还原热力学的影响方式是直接的, 而石墨的储能对还原热力学的影响是间接的: 石墨储能导致气化反应平衡常数增大, 从而间接影响磁铁矿的碳热还原热力学。另外, 磁铁矿的两个还原反应1/4Fe₃O₄+CO=3/4Fe+CO₂和Fe₃O₄+CO=3FeO+CO₂的转折温度随磁铁矿储能的增加而线性下降, 但不受石墨储能的影响。     

用铁矿石制备还原铁粉的研究

固态条件下氧化铁的还原是制备还原铁粉的必要步骤。本研究采用不同的还原剂对赤铁矿石和磁铁矿石进行了固态下碳还原研究。研究结果表明,还原温度和还原时间对还原铁粉的金属化率具有显著影响。在相同条件下,赤铁矿石较磁铁矿石易于被还原成还原铁粉。研究还表明采用合适的还原剂可以大大降低还原温度,缩短还原反应时间,从而降低生产能耗和生产成本以获得更好的经济效益。     

二次加碳中有机碳源对LiFePO4/C性能的影响

采用高温固相合成法制备了碳包覆磷酸铁锂正极材料,使用不同有机碳源对LiFePO4进行碳包覆。通过热分析(TG-DSC)、X-射线衍射光谱法(XRD)、热场发射透射电子显微镜(HRTEM)、显微激光拉曼光谱等分析方法对其相组成、化学结构和碳结构等进行分析,并对LiFePO4/C为正极材料的电池进行了测试。结果表明:酚醛树脂、蔗糖、聚乙二醇和柠檬酸为有机碳源所制备的LiFePO4材料,都为纯相的LiFePO4;碳包覆LiFePO4材料,具有较完整的碳包覆层,且都有石墨结构的有序碳生成,能改善材料的电导率;酚醛树脂为有机碳源得到的LiFePO4/C材料性能最好,在0.1C倍率下充放电,首次放电比容量达到148.6 mAh/g,1C倍率下充放电的比容量达到125.1 mAh/g。     

还原剂种类对钛磁铁矿直接还原—磁选制备钛酸镁的影响

为了提高钛磁铁矿直接还原法制备钛酸镁的纯度,研究了5种不同的还原剂对海砂弱磁选钛磁铁矿精矿直接还原焙烧生成钛酸镁纯度的影响,并采用扫描电镜和EDS能谱对其进行机理分析。结果表明,添加80%还原剂的手工生球团在1 300℃下恒温焙烧180 min,经磁选可得到不同产率和Fe含量的钛酸镁产品,使用无烟煤、褐煤、焦炭、烟煤和木炭做还原剂时,磁选所得的钛酸镁的产率依次为36.50%、31.59%、31.47%、29.80%和23.91%;使用无烟煤作为还原剂时,所得钛酸镁产品中杂质Fe含量最高,为25.11%,其次为烟煤15.06%,焦炭13.47%,褐煤11.77%,木炭11.08%。机理分析表明,无烟煤和烟煤为还原剂时,焙烧球团边缘部分的钛磁铁矿还原效果较好,但是焙烧球团中心部分存在大量的钛磁铁矿未被还原,生成的钛酸镁颗粒中铁含量高;焦炭和褐煤为还原剂时,焙烧球团边缘部分生成的钛酸镁颗粒中铁含量明显降低,但焙烧球团中心部分生成的钛酸镁颗粒中铁含量较边缘部分高,所得钛酸镁产品的纯度偏低;木炭为还原剂时,焙烧球团边缘部分和中心部分生成的钛酸镁中的铁含量基本一致,均较低,所得到钛酸镁颗粒纯度较高,可实现钛磁铁矿直接还原制备高纯钛酸镁产品。     

铁矿粉流态化还原过程黏结机理分析

为探究常压下铁矿粉颗粒在流化床中进行还原时的颗粒间黏结失流情况,指导用流化床还原铁矿粉的工业化应用,以澳大利亚某铁品位为61.42%、颗粒粒径为0.63~1.0 mm的铁矿粉为原料,添加与铁矿粉质量比为2%的MgO粉末,在还原温度为923～1 023 K、H²与CO体积比为4∶1的混合气体为还原气体、还原气体线速度为0.6 m/s、还原时间为60 min条件下,考察铁矿颗粒在流化床中还原时的受力情况。结果表明：颗粒在流化床中的存在状态主要受气体对颗粒的曳力、颗粒间的黏结力以及颗粒自身重力作用的影响。颗粒在竖直方向上所受向上的合外力大于零时,处于流化状态;合外力等于零时,铁矿粉处于临界黏结状态;合外力小于零时,处于黏结失流状态。温度相同时,颗粒间黏结力随着固体桥半径增大而增大;当固体桥半径相同时,高温条件下颗粒间的黏结力比低温条件下要大,黏结失流的临界固体桥半径范围为82~106 nm。     

气固流化床中磁铁矿粉二次包覆改性后流化特性的研究

介绍了磁铁矿粉表面利用离子型药剂(油酸钠)改性后再利用非离子性改性药剂(PEG-4000)进行二次包覆改性后的物理化学性质.研究表明,改性前当磁铁矿粉水量为0.5%时流化床已经不能流化,达到了临界水分;改性后磁铁矿粉临界水分可增至0.8%,改善了磁铁矿粉的流化特性,有效地拓宽了入选原煤水分含量.     

用黄崖洞高纯铁精矿制取还原铁粉

以对山西黎城黄崖洞铁矿石进行选矿试验获得的高纯铁精矿为原料,采用固体碳粗还原-氢气精还原常规工艺进行制取还原铁粉的试验研究,结果表明,选取产自黎城附近的无烟煤和产自黎城境内的石灰作还原剂和脱硫剂,在还原剂用量为铁精矿量的1.5倍、脱硫剂用量为还原剂量的14%、还原温度为1 200 ℃、还原时间为3.5 h、料罐出炉温度为400 ℃的条件下进行粗还原,粗还原铁粉在温度为850 ℃、时间为 2.5 h的条件下进行H₂还原,可制得化学成分（除酸不溶物外）和工艺性能与瑞典霍格纳斯名牌NC100.24铁粉及国标一级FHY100.25铁粉相近的较优质还原铁粉。     

低镁钒钛磁铁矿内配碳球团还原控制机制研究

为开发利用辽宁朝阳地区低镁钒钛磁铁矿资源, 以石墨为还原剂, 研究了还原温度、还原时间对低镁钒钛磁铁矿内配碳球团还原过程的影响, 并进行了反应动力学研究, 并采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等分析方法对还原控制机制进行了分析。通过计算分析确定低镁钒钛磁铁矿还原过程限制性环节为O原子在产物层内的扩散, 反应表观活化能为228.80 kJ/mol。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1 200 ℃时, 球团均能快速进行反应; 延长还原反应时间, 还原产生的金属铁从矿物颗粒外表面到内部依次析出, 球团内部新生相界面逐渐清晰。