钢渣的难磨相组成及其胶凝性的研究

将钢渣粉磨后分级,得到7种不同粒径的试样,用X射线衍射仪分析了它们的矿物成分,研究了粗粒子试样在硅酸钠作用下的胶凝性,并以矿渣为参比样,比较研究了钢渣细粉体与矿渣易磨性及胶凝性的差异,还用扫描电子显微镜及X射线能谱仪分析了钢渣中硅酸盐矿物(C3S和C2S)的固溶组分。结果发现了钢渣中难磨组分为铁铝酸钙[Ca2(Al,Fe)2O5]和镁铁相固溶体(MgO.2FeO),且它的水化反应活性很低,而钢渣中硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)具有较好的易磨性,其易磨性比矿渣略好,但其水化反应活性明显比矿渣差,钢渣中的C3S和C2S固溶了较多的异离子。分析指出了钢渣水化活性低的本质是由于它所含的矿物Ca2(Al,Fe)2O5、MgO.2FeO无水硬性,C2S呈γ型,水硬性低,而C3S是在长时间高温下形成的,它具有较稳定的结构,从而它的水化活性亦相对较低。     

煤基固废复合改性剂高温重构钢渣的性能及机理研究

为了促进钢渣和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用XRD、SEM、EDS等测试方法,对重构钢渣的物相组成、微观结构及高温重构机理进行了分析。发现CMCSR可以提高钢渣的胶凝性能,显著降低了钢渣中f-CaO含量。当重构温度为1250℃,CMCSR掺量为25%时,重构钢渣28d活性指数比原钢渣可提高16.1%,重构钢渣中f-CaO的含量由4.04%降至1.90%,满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》中f-CaO含量≤3%的要求。CMCSR掺量由15%增加至35%,重构钢渣中形成透辉石(CMS₂)、钙铝黄长石(C₂AS)、C₃A等硅铝基矿物。高温重构过程促使RO相中的FeO转变为镁铁尖晶石(MgFe₂O₄)和磁铁矿(Fe₃O₄)。重构温度为1250℃,掺25% CMCSC的重构钢渣形成结晶良好、粒径可达10μm以上椭圆形的C₂S颗粒。研究表明,掺入煤基固废复合改性剂的高温改性钢渣,其体积稳定性、胶凝活性和易磨性得到了有效改善,从而为钢渣的低能耗细磨加工进行制品开发,或在水泥和混凝土中的直接应用提供了可能,实现了煤基固废与冶金固废的协同利用。     

高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究

钢渣用作建筑材料时,由于其中含有大量游离氧化钙(f-CaO),稳定性较差,通常需要改性钢渣以提高其稳定性、胶凝性.在对钢渣、高炉渣进行化学成分和矿物组成分析的基础上,对高炉渣改性钢渣的可能性进行了热力学计算,结果表明高炉渣中的SiO2与钢渣中f-CaO反应,生成胶凝相,同时降低了钢渣中的f-CaO含量.本文通过研究热态高炉渣改性钢渣,结合X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对改性钢渣的矿物成分、f-CaO含量、黏度变化等进行了分析.研究发现随着热态高炉渣配比量的增加,改性渣黏度缓慢增加,改性钢渣中f-CaO、RO相含量降低,改性渣的胶凝性能提高.在1550℃下,钢渣中添加10%高炉渣时,改性渣中2CaO·SiO2(C2S)、3CaO·SiO2(C3S)含量显著提高,f-CaO质量分数降至1.64%,稳定性大大提高,符合建材化使用要求.此外,进一步使用焦炭还原改性渣中的铁,轻松实现了渣铁分离,提高改性渣的易磨性.     

硫酸烧渣综合利用新工艺

用黄铁矿生产硫酸 ,排放出的硫酸烧渣的主要成分为赤铁矿 (Fe2 O3) ,铁品位一般为 35 %～ 60 % .利用硫酸烧渣 ,进行了煤基直接还原生产金属化团块的研究 ,提出了润磨造球 预热焙烧 磁选 冷固结成型的新工艺流程 .所得产品金属化率约为 94% ,含铁品位 90 % ,铁回收率 90 % .直接还原铁粉冷固成型后可作电炉炼钢原料 .同时 ,针对硫酸烧渣综合利用中的脱硫问题进行了进一步探讨 .该工艺为硫酸烧渣的综合利用开辟了新的途径     

钢渣-碳纤维复相导电混凝土抗裂性研究

抗裂性是衡量混凝土性能的重要指标.文章以混凝土脆性系数与特征长度作为混凝土抗裂性评价指标,研究了短切碳纤维掺量、复掺粉磨钢渣掺量混凝土抗裂性的影响.结果表明,适量单掺短切碳纤维可降低混凝土的脆性系数和特征长度值,有效改善混凝土的抗裂性能;粉磨钢渣可改善混凝土的组成和内部结构,对碳纤维可起到分散作用,进一步降低碳纤维混凝土的脆性系数和特征长度值,提高碳纤维混凝土的抗裂性能.     

攀西钛精矿流态化氧化-磁选提质研究

随着氯化法钛白产业不断发展,利用我国攀西钛精矿生产氯化法用富钛料是重要的发展趋势。针对攀西钛精矿因杂质含量高无法满足电炉还原钛渣升级原料要求的问题,笔者开展了流态化氧化焙烧磁选提质实验研究,分析氧化过程的物相结构转变,考察焙烧参数、磁选条件等对提质效果的影响。结果表明,基于钛铁矿弱氧化可形成磁性的钛铁矿赤铁矿固溶体原理,在650～750℃温度范围内攀西钛精矿流态化氧化焙烧可获得较高磁性,在3 500Gs下直接磁选精矿产率达70%以上;经进一步球磨磁选后,可获得满足生产升级钛渣(UGS)用原料指标的提质矿,钛回收率49.29%,且通过优化磁选可进一步提高提质效果。通过流态化氧化磁选实现攀西钛精矿提质利用具有较好的可行性。     

钢渣基土聚水泥的抗压强度研究

以钢渣为原料制备了土聚水泥,研究了钢渣的球磨工艺及钢渣粒度对土聚水泥试块强度的影响,并优化了工艺条件.实验表明:钢渣原料在制样机中粉磨3min后球磨6h能达到波特兰水泥的细度.钢渣基土聚水泥的强度随着钢渣粒度的变小而增大.正交实验表明,当钢渣细度为0.076mm筛余5.06%,钢渣、烧碱、水玻璃、总液量的质量比为1:0.049:0.57:0.86时,制得的胶砂试块的14d最大抗压强度为15MPa.     

选择性絮凝-磁选回收镍冶金渣中的磁铁矿

对某镍冶金渣（铁含量接近50％）进行工艺矿物学及选择性絮凝-磁选研究。工艺矿物学研究结果表明：该渣中主要含铁矿物（磁铁矿）的嵌布粒度细小，且部分以微细包裹体形态分布于成分复杂的铁质玻璃体中，采用常规磁选工艺无法有效回收。选择性絮凝-磁选结果表明：在油酸用量为0．8kg／t、碳酸钠用量为2kg／t及磁感应强度为0．20T的条件下，可获得铁品位为56．68％，回收率为81．72％的磁铁精矿。与常规磁选工艺相比，磁铁精矿品位提高3％，回收率提高5％。     

鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧同步脱磷机理

采用XRD和SEM分析方法研究了鄂西高磷鲕状赤铁矿添加脱磷剂后直接还原焙烧的产物及磁选后的最终产品. 结果表明,还原焙烧过程中添加的脱磷剂除具有脱磷效果外,对铁的还原也有促进作用. 脱磷剂可以使部分磷转化为易去除的可溶性磷酸盐,同时破坏鲕粒结构,使细磨-磁选后铁相易与脉石矿物分离从而达到脱磷效果,并且可以提高产品中铁的品位和回收率.     

利用铁尾矿高温改性钢渣的性能

研究了铁尾矿高温改性处理对钢渣体积稳定性和胶凝性能的影响,结合X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等测试方法,对改性钢渣的矿物组成和微观形貌进行了分析.发现铁尾矿的高温改性显著降低了钢渣中游离氧化钙(f--CaO)的含量,提高了钢渣胶凝性能.铁尾矿掺加质量分数为20%和处理温度为1250℃时,钢渣中f--CaO的质量分数由4.84%降低至1.82%,降幅达到62.4%,28d活性指数比原始钢渣体系提高5.6%.铁尾矿掺量由10%增加至30%时,改性钢渣中相继出现镁蔷薇辉石、镁黄长石和钙镁辉石等硅酸盐矿相.高温改性过程促使RO相分解,RO相中的FeO转化为磁铁矿相(Fe3O4).     

电炉氧化钢渣全组分高效利用的试验研究

提出一种电炉氧化渣资源化利用的新方法并进行了试验研究,即首先对钢渣中铁质金属组分进行磁选回收,然后将剩余尾泥采用3种石膏分别活化处理后用于生产钢渣硅酸盐水泥。结果表明,回收的渣铁粉折合品位为69%,回收率为50.51%,产率为25%;延长电炉氧化钢渣粉磨时间,使钢渣解离度增大,不利于弱磁性矿物的选出,降低了铁质资源的回收率;增加磁选管磁感应强度,可提高弱磁性矿物的选出率,对提高钢渣中铁质资源回收率效果显著;加入适量的石膏类激发剂能够对钢渣尾泥进行化学活化,其中半水石膏的活化效果最佳;活化后的钢渣尾泥可以达到一级钢渣微粉的国标要求,掺入30%尾泥粉的钢渣硅酸盐水泥的各龄期力学性能均达到42.5强度等级的国标要求。     

铁氧化物对炼铅水淬炉渣粉磨性能及胶凝活性的影响

粉磨与特定激发剂的激发是炉渣胶凝材料技术的主要手段.研究表明:炼铅水淬炉渣的易磨性较差,在比表面积相近时,其粉磨单位电耗是高炉矿渣对应值的1.56倍;除铁炉渣的易磨性较未除铁炉渣的易磨性差,相同研磨时间内,除铁炉渣的比表面积普遍低于未除铁炉渣的对应值,在发生粉末结团与颗粒焊接现象前,除铁炉渣的极限比表面积为500m2/kg,未除铁炉的极限比表面积为550m2/kg;铁氧化物对炼铅水淬炉渣胶凝活性的影响在于其存在降低了炉渣胶凝材料中胶凝活性成份的含量,在激发剂足够多时,除铁炉渣的试块强度高于未除铁炉渣的试块强度,若激发剂数量不能满足需求,则除铁炉渣的试块强度低于未除铁炉渣的试块强度.     

Influence of microwave treatment on grinding and dissociation characteristics of vanadium titano-magnetite

The effect of microwave treatment on the grinding and dissociation characteristics of vanadium titano-magnetite(VTM) ore were investigated using scanning electron microscopy(SEM), nitrogen absorption measurements, particle size distribution measurements, X-ray diffraction(XRD) analysis, Fourier transform infrared(FT-IR) spectroscopic analysis, and magnetic separation. SEM analysis showed that microfractures appeared in the microwave-treated VTM, which is attributed to the microwaves' selective heating characteristic and the differential expansion between minerals and gangues. Nitrogen absorption showed that the microfractures were more pronounced when the microwave heating time was increased. Particle size distribution analysis showed that microwave treatment could improve the grindability of the VTM, thus increasing the weight percent of the fine-ground product. The increase in grindability was more significant with prolonged heating time. Moreover, the particle size distribution of the fine-ground product changed only slightly after the microwave treatment. XRD analysis showed that the crystallinity of the microwave-treated VTM increased with increasing microwave heating time. The magnetic separation tests revealed that the separation efficiency increased as a result of the intergranular fractures generated by microwave treatment. The Fe grade of the magnetic fraction of microwave-treated VTM was 1.72% higher than that of the raw ore. We concluded that the microwave treatment was beneficial, especially for the mineral processing characteristics.     

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.     

深度还原-弱磁选回收稀土尾矿中铁的试验研究

对某全铁品位为1625%的稀土尾矿进行了深度还原-弱磁选回收铁试验研究,研究了还原剂种类及用量、焙烧温度及时间、磨矿细度及磁场强度对铁精矿品位和回收率的影响,并采用SEM,XRD等手段对稀土尾矿、焙烧产物、铁精矿进行了测试.结果表明,在烟煤质量分数30%,焙烧温度1300℃,焙烧时间60min,磨矿细度-0074mm占75%,磁场强度118kA/m的条件下,所得铁精矿TFe品位可达8076%,铁回收率可达9324%;稀土尾矿经深度还原后,其中的赤、褐铁矿、硅酸铁等含铁矿物转化为单质铁,铁精矿品位和回收率较常规选矿方法大幅度提高,同时脉石矿物组成简单,有利于萤石的富集回收.     

钢渣粒度分布对钢渣水泥水化特性影响的灰度分析

利用机械激发的原理,从强度与Ca(OH)₂含量两个方面,研究不同球磨时间下钢渣粉的粒度特性以及比表面积对钢渣水泥胶砂水化性能的影响,同时采用灰色关联分析方法探讨钢渣颗粒粒径与钢渣水泥胶砂强度和水化程度的影响规律.结果表明:球磨时间增加,钢渣比表面积增大,活性随之增强;通过DTG热分析发现钢渣的比表面积的变化会影响水化产物Ca(OH)₂结晶和晶体生长速率;钢渣粉中10~20μm粒级对钢渣水泥强度促进作用最大,5~10 μm粒级对钢渣水泥28 d Ca(OH)₂含量促进作用最大,因此增加5~20 μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性.     

东鞍山贫铁矿石磁选预富集行为

针对东鞍山贫铁矿石(Fe质量分数34.60%)中含有赤铁矿、磁铁矿和少量的菱铁矿,提出了一种弱磁粗选-高梯度扫选的预富集工艺,并借助XRD、铁的化学物相分析及扫描电镜(SEM)考察了磁场强度和原料磨矿细度对东鞍山铁矿石预富集行为的影响.结果表明,在磨矿细度-0.074mm占70%(质量分数)、弱磁粗选磁场强度120mT、高梯度扫选Ⅰ磁场强度300mT及高梯度扫选Ⅱ磁场强度800mT的条件下,可获得Fe质量分数42.67%、回收率95.45%的预富集精矿;磁铁矿富集于弱磁粗选作业中,赤铁矿和菱铁矿在高梯度扫选作业中得到有效富集,尾矿中丢失的铁矿物主要为微细粒赤铁矿(＜10μm),由于受到的磁性捕获力弱而无法得到回收.     

Recovery of iron from high phosphorus oolitic iron ore using coal-based reduction followed by magnetic separation

Oolitic iron ore is one of the most important iron resources. This paper reports the recovery of iron from high phosphorus oolitic iron ore using coal-based reduction and magnetic separation. The influences of reduction temperature, reduction time, C/O mole ratio, and CaO content on the metallization degree and iron recovery were investigated in detail. Experimental results show that reduced products with the metallization degree of 95.82% could be produced under the optimal conditions (i.e., reduction temperature, 1250℃; reduction time, 50 min; C/O mole ratio, 2.0; and CaO content, 10wt%). The magnetic concentrate containing 89.63wt% Fe with the iron recovery of 96.21% was obtained. According to the mineralogical and morphologic analysis, the iron minerals had been reduced and iron was mainly enriched into the metallic iron phase embedded in the slag matrix in the form of spherical particles. Apatite was also reduced to phosphorus, which partially migrated into the metallic iron phase.     

海砂矿深度还原-磁选分离实验研究

应用化学分析、扫描电镜观察和X射线衍射分析方法研究海砂矿的基础物性. 采用煤基深度还原-磁选工艺,系统考察矿粉中Fe和Ti的还原分离行为,并明确还原温度、还原时间、碳氧比、磁感应强度和磨矿粒度对还原磁选效果的影响规律. 结果表明:海砂矿主要由钛磁铁矿和钛赤铁矿组成;较优的还原分离工艺参数为还原温度1300℃、还原时间30 min、碳氧摩尔比1. 1、磁感应强度50 mT和磨矿细度-0. 074 mm质量分数86. 34%. 在此工艺条件下,可以获得金属化率94. 23%的还原产物,磁选指标分别达到精矿铁品位97. 19%和尾矿钛品位57. 94%,对应的铁、钛回收率为90. 28%和87. 22%,有效地实现海砂矿中铁钛元素的分离富集.     

高梯度磁分离用于钢铁工业除尘的实验研究

采用高梯度磁分离技术对钢铁工业除尘进行实验研究。通过实验确定了磁分离除尘的工艺条件为:磁场强度为5.2KGs,钢毛填充率为2%,气体流量为12m~3/h。在这些条件下,除尘效率可达98.2%,分级除尘效率达90%以上。