高铁铝土矿热压块抗压强度影响因素响应曲面优化

基于响应曲面优化法,采用中心组合设计,系统研究了配煤量、矿粉粒度、煤粉粒度等工艺参数及其交互作用对高铁铝土矿热压块抗压强度的影响,并建立了相关的数学预测模型.研究表明,各工艺参数对高铁铝土矿热压块抗压强度的影响显著,其程度大小依次为配煤量、矿粉粒度、煤粉粒度;所建立的数学模型相关系数为0.958 9,该模型能够预测高铁铝土矿热压块抗压强度随各参数的变化规律;利用该模型对高铁铝土矿热压块的制备工艺进行了参数优化,优化制备工艺参数为:配煤量19.0%,矿粉粒度96μm,煤粉粒度80μm,在此条件下制备的热压块抗压强度为1 024.3 N,与模型预测值1 000 N接近,相差只有2.43%,说明该数学模型能够为高铁铝土矿热压块制备工艺的优化提供参考.     

钒钛磁铁矿金属化还原-选分-电热熔分新工艺

针对攀枝花钒钛磁铁矿进行了金属化还原-选分-电热炉熔分实验,考察了磁场强度、还原温度、还原时间、配碳比、还原煤粒度对金属化还原及磁选分离效果的影响.实验结果表明,当磁场强度50mT、还原温度1350℃、还原时间60min、配碳比10、还原煤粒度为-75μm时,金属化还原后产物及磁选分离磁性物质、非磁性物质的各项指标最佳,进一步进行电热炉熔分可实现铁钒分离.新工艺达到铁钒钛资源高效分离要求,铁钒钛收得率分别为9507%,7160%和8008%.     

钒钛磁铁矿固态还原的研究

研究了钒钛磁铁矿的固态还原过程及影响因素,讨论了磨矿粒度、还原温度和配碳量对固态还原金属化率及还原后炉料中钛走向的影响.采用煤基直接还原工艺流程,能够将钒钛磁铁矿中铁的氧化物还原为金属铁,然后通过磁选,可实现钛、铁的有效分离.实验结果表明,最佳工艺条件为:还原温度1 100℃,配碳量为1∶1,磨矿粒度控制在75~150μm之间.在此工艺条件下得到铁的金属化率和渣中钛的质量分数分别在80%和36%以上.该工艺为我国大批量钒钛磁铁矿的开发利用提供了新途径.     

高铬型钒钛磁铁矿配量增加对氧化球团质量的影响

采取“细磨处理高铬型钒钛磁铁矿”和“以粒度较细的廉价欧控矿代替现场生产用矿”两种优化措施，考察了高铬型钒钛磁铁矿配量增加对氧化球团质量的影响，探索了高铬型钒钛矿在球团原料中配量增加的可行性.结果表明:“细磨处理高铬型钒钛磁铁矿”和“以粒度较细的廉价欧控矿代替现场生产用矿”，当高铬型钒钛矿配量40%时，抗压强度分别为2475N·个-1和2005N·个-1，膨胀率为192%和16%，皆满足高炉生产要求，可实现该矿在原料中配量增加，能达到高铬型钒钛矿预期90万t/年的处理目标.     

工艺参数对热压铁焦抗压强度的影响

热压铁焦是一种新型含碳复合炉料,高炉使用铁焦有助于降低热空区温度、减少CO_2排放.研究了工艺参数对热压铁焦抗压强度的影响,并分析其作用机理.研究结果表明,在一定范围内,铁焦抗压强度随着铁矿粉配比增加先增加后降低,在矿粉配比15%时取得较大值3 490.89 N;随着烟煤配比的增加而提高;随着热压温度的提高而提高,在热压温度350℃时取得较大值4 305.50 N;随着炭化温度的提高先降低后提高;随着炭化时间的增加先提高后降低,在炭化时间4 h时取得较大值3 518.80 N.从抗压强度角度考虑,热压铁焦合适的制备工艺参数为10%~15%铁矿粉,60%~70%烟煤,热压温度300~350℃,炭化温度1 000~1 100℃,炭化时间2~4 h.     

以高铬型钒钛磁铁矿制备氧化球团

研究了高铬型钒钛磁铁矿的基础特性,在此基础上考察了该矿对氧化球团制备工艺和冶金性能的影响规律,探索了获得优质氧化球团的高铬型钒钛磁铁矿的最大质量分数.结果表明:高铬型钒钛磁铁矿主要由磁铁矿、镁铁矿、铬铁矿、镁钛矿、钒磁铁矿、钛磁铁矿等组成,其粒度粗,连晶强度较差;随球团原料中高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加,生球性能无显著变化,成品球团抗压强度降低,当其质量分数高于20%时,不能满足高炉生产要求.增大高铬型钒钛磁铁矿的质量分数有助于降低球团矿的还原膨胀率,当其质量分数由0增加到20%时,球团的还原膨胀率由321%降低到211%.     

钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响因素

通过单因素实验考察了还原温度、还原时间及碳氧摩尔比（nC/nO）对钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响,结合扫描电镜照片解释了钒钛磁铁矿的还原机理.实验结果表明,适当升高还原温度、延长还原时间及增加碳氧摩尔比均可以促进钒钛磁铁矿的还原,并且金属化率随还原温度的升高先急剧升高而后趋于平缓,随着还原时间的延长及碳氧摩尔比的增加而先升高后降低,而残碳量随着反应的进行不断降低.当还原温度为1350℃,还原时间为30 min,碳氧摩尔比为1.2时,球团的金属化率达到最大值.通过扫描电镜照片可以看出,球团在还原过程中形成了铁连晶,并且在不同的还原条件下铁连晶的大小及形态不同.     

热压含碳球团冷态强度的实验研究

重点考察了煤种及热压工艺参数对热压含碳球团冷态强度的影响,并探讨了热压含碳球团获得高强度的机理.研究表明,煤种、配煤量、热压温度、配煤粒度及热压压力等热压工艺参数对热压含碳球团强度具有显著影响,其中热压温度是影响冷态强度最重要的因素.热压工艺利用煤的热塑性保证煤矿颗粒充分接触,增大粘结面积,从而使热压含碳球团的强度高于冷固结含碳球团.从冷态强度角度出发,以鹤岗烟煤为原料生产热压含碳球团的适宜工艺参数为配煤量25%~35%,热压温度450℃,配煤粒度<90μm,热压压力不低于35 MPa.     

钒钛磁铁矿内配碳球团中的粘结剂

本文主要介绍了钒钛磁铁矿内配碳球团中粘结剂的种类;粘结剂与钒钛磁铁矿之间的作用机理;粘结剂对钒钛磁铁矿内配碳球团性能的影响;简要的阐述了不同粘结剂的优缺点,提出了粘结剂研究和开发的方向。     

钒钛磁铁矿直接还原试验研究

在热力学分析的基础上研究了实验室条件下钒钛磁铁矿配煤直接还原的特点,考察了还原机理及还原温度、反应时间和配碳量对金属化率的影响.结果表明:采用直接还原可使钒钛磁铁矿中铁的氧化物优先还原为金属铁,钛仍以氧化物的形态存在;随着温度升高,球团金属化率呈上升趋势,且上升趋势随之减缓;在xC/xO=0.9∶1时,延长反应时间金属化率增加,但反应时间过长金属铁会被再氧化,反应时间控制在20 min为宜;在xC/xO=1.1∶1时,40 min内未出现再氧化现象;低配碳(xC/xO=0.8∶1)时,球团的金属化率随还原时间、还原温度的增加而增加,1 300℃下还原10 min后金属化率即达到了90%以上.     

Metalizing reduction and magnetic separation of vanadium titano-magnetite based on hot briquetting

To achieve high efficiency utilization of Panzhihua vanadium titano-magnetite, a new process of metalizing reduction and magnetic separation based on hot briquetting is proposed, and factors that affect the cold strength of the hot-briquetting products and the efficiency of reduction and magnetic separation are successively investigated through laboratory experiments. The relevant mechanisms are elucidated on the basis of microstructural observations. Experimental results show that the optimal process parameters for hot briquetting include a hot briquetting temperature of 475℃, a carbon ratio of 1.2, ore and coal particle sizes of less than 74 μm. Additionally, with respect to metalizing reduction and magnetic separation, the rational parameters include a magnetic field intensity of 50 mT, a reduction temperature of 1350℃, a reduction time of 60 min, and a carbon ratio of 1.2. Under these above conditions, the crushing strength of the hot-briquetting agglomerates is 1480 N, and the recovery ratios of iron, vanadium, and titanium are as high as 91.19%, 61.82%, and 85.31%, respectively. The new process of metalizing reduction and magnetic separation based on hot briquetting demonstrates the evident technological advantages of high efficiency separation of iron from other valuable elements in the vanadium titano-magnetite.     

Study on the strength of cold-bonded high-phosphorus oolitic hematite-coal composite briquettes

Composite briquettes containing high-phosphorus oolitic hematite and coal were produced with a twin-roller briquette machine using sodium carboxymethyl cellulose, molasses, starch, sodium silicate, and bentonite as binders. The effect of these binders on the strength of the composite briquettes, including cold strength and high-temperature strength, was investigated by drop testing and compression testing. It was found the addition of Ca(OH)₂ and Na₂CO₃ not only improved the reduction of iron oxides and promoted dephosphorization during the reduction-separation process but also provided strength to the composite briquettes during the briquetting process; a compressive strength of 152.8 N per briquette was obtained when no binders were used. On this basis, the addition of molasses, sodium silicate, starch, and bentonite improved the cold strength of the composite briquettes, and a maximum compressive strength of 404.6 N per briquette was obtained by using starch. When subjected to a thermal treatment at 1200℃, all of the composite briquettes suffered from a sharp decrease in compressive strength during the initial reduction process. This decrease in strength was related to an increase in porosity of the composite briquettes. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses showed that the decrease in strength of the composite briquettes could be caused by four factors: decomposition of bonding materials, gasification of coal, transportation of byproduct gases in the composite briquettes, and thermal stress.     

铝土矿浮选尾矿制取铝硅铁合金时团块性能研究

以选矿拜耳法生产氧化铝过程中形成的铝土矿浮选尾矿为原料、以煤和石油焦为还原剂,以纸浆干粉为黏结剂,通过混合和压制的方式制取可用于还原熔炼的团块状物料.重点检测了团块的抗压强度和比电阻.研究结果表明:由不同种类的煤制备的团块在抗压强度和比电阻上均存在较大差异;随着纸浆干粉含量的增加团块的抗压强度增大,但比电阻迅速减小;还原剂配比发生变化对团块抗压强度和比电阻均没有显著的影响.     

水热处理对褐煤性质及型煤抗压强度的影响

针对褐煤资源难以有效利用的现状,采用水热处理法进行褐煤改质成型实验,分析水热处理对褐煤性质及型煤抗压强度的影响。结果表明,经过水热处理后的褐煤,酚羟基和羧基含量明显降低,饱和烷烃有所增加;随着水热处理温度升高,煤中内在水分、挥发分降低,型煤的抗压强度提高。该研究为褐煤的进一步加工利用奠定了基础。