钒钛磁铁精矿冷固球团催化还原机理

对添加剂催化钒钛磁铁精矿冷固球团直接还原行为进行了详细的研究 ,包括添加剂种类和用量及催化剂催化还原机理 .研究结果表明 :在 1 0 50～ 1 1 0 0℃ ,m(C)∶m(Fe)为 0 .5～ 0 .6 ,还原时间 3h的条件下 ,添加DA 2催化剂与常规的Na2 SO4或Na2 CO3相比 ,钒钛磁铁精矿冷固球团煤基直接还原所得产品的金属化率提高 3 .1 %～ 4 .6 % ;该金属化球团经磨矿磁选进行铁和钒钛分离时 ,所得磁性产品 (直接还原铁粉 )中铁的品位提高 5 .30 %～ 5 .43 % ,非磁性物中TiO2 ,V2 O5 的品位分别提高 2 .76 %～ 3 .87%和 0 .2 7%～ 0 .45 % ,TiO2 ,V2 O5 的回收率分别提高 1 4 .68%～1 3 .0 8%和 4.1 3 %～ 6 .97% .SEM及XPS等微观测试结果表明 :添加剂DA 2的作用机理为加速铁氧化物还原 ,促进铁晶粒的长大 ,降低还原球团中MFe与TiO2 晶粒嵌布的紧密程度 ,从而强化了铁与钒钛的磁选分离     

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%.     

高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中铁颗粒长大特性研究

研究鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的长大特性,并着重讨论还原温度、渣相碱度及反应时间对铁颗粒长大的影响。研究结果表明,高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒成核及晶核长大的过程是破坏原矿鲕状结构的过程;提高还原温度以及延长还原时间有利于铁颗粒的聚集长大,提高渣相碱度不利于铁颗粒的聚集长大。     

钒钛磁铁矿直接还原技术探讨

钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物。对钒钛磁铁矿进行开发利用研究的主要国家是南非、俄罗斯、新西兰和中国。南非采用的是回转窑一电炉流程，主要回收铁和钒(震动罐提取钒渣)，电炉钛渣含30％左右二氧化钛，作为铺路或其他原料。新西兰采用的也是回转窑—电炉流程，含二氧化钛28％—32％的钛渣没有利用，只回收了铁和钒(铁水包提钒)。     

一步法直接还原新疆磁铁精矿

以新疆磁铁精矿为原料,采用“一步法”直接还原,研究粘结剂种类和润磨方式对生球质量的影响,高强度、高还原性预热球团的制备及煤基直接还原的工艺。研究结果表明,对于铁品位为69.21%的新疆磁铁精矿,采用润磨工艺,并添加粘结剂XB能明显改善生球质量;干燥后的生球在800℃预热10 min后,球团抗压强度达到581 N/个,将预热球团在1 050℃还原80 min,得到直接还原铁(DRI)的质量指标为:总Fe含量为90.33%,金属铁含量为85.05%,金属化率达到94.15%。与传统的预热-高温氧化-高温还原煤基回转窑直接还原工艺相比,“一步法”省去了高温氧化这一高能耗(1 150～1 300℃)工序,且还原所得产品结构完整,外表光滑,无裂纹。     

钒钛磁铁精矿的预氧化研究

研究了钒钛磁铁精矿在等温预氧化条件下的物相组成及其转变情况,并将钒钛磁铁精矿原矿和预氧化后的样品以煤粉为还原剂进行直接还原,利用XRD和ICP-AES对产物进行物相和成份分析.研究结果表明:预氧化能够加速还原过程,提高金属化率,较为适宜的预氧化条件为:预氧化温度为900℃,预氧化时间为30 min;预氧化矿在1 200℃下还原60 min,比钒钛磁铁精矿原矿金属化率提高了14.0%.其强化还原的机理是:在预氧化过程中Fe3O4被氧化成Fe2O3,FeTiO3被氧化成Fe2O3.FeTiO3固溶体、Fe2O3和TiO2,破坏了钒钛磁铁精矿的结构,矿粉内部形成了大量孔隙,改善了还原反应的动力学条件,加速了还原过程.     

铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响

研究了铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响。结果表明：添加铝粉能提高钒钛磁铁精矿碳热还原反应速率。铝粉添加量越大,还原反应越快。在还原反应过程中,铝热还原反应的发生放出了大量热量,并在其反应界面周围形成局部高温,从而强化碳热还原反应过程,同时促进新生金属铁聚集长大。添加1%铝粉可稍微改善渣金分离;当铝粉添加量大于2%时,由于TiC的生成,渣的流动性变差,渣铁分离效果恶化。     

低品位铁矿石直接还原过程铁颗粒生长和解离特性

对某低品位铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的生长和解离特性进行了研究,重点讨论了还原剂用量和还原时间对铁颗粒长大的影响.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明:减少还原剂用量能减弱还原气氛,减少结晶中心的生成,有利于铁颗粒的聚集长大,但因为部分铁损失于脉石中,所以限制了铁晶核的进一步长大;延长还原时间能有效地促进铁颗粒的聚集长大,并降低铁产品的活性,防止再氧化;还原矿中非晶态物质的生成以及金属铁和脉石的硬度差异,有利于金属铁颗粒的粗磨单体解离.     

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.     

直接还原炼铁工艺现状及攀枝花钒钛磁铁矿处理工艺选择

本文主要描述了直接还原炼铁工艺发展及处理钒钛磁铁矿所面临的机遇和挑战,分析了直接还原处理攀枝花钒钛磁铁矿工艺实践和存在的问题,针对攀枝花钒钛磁铁矿钒钛资源综合利用,提出了一些建议和设想。     

高炉灰为还原剂对海滨钛磁铁矿直接还原焙烧磁选--钛铁分离的影响

对高炉灰在直接还原焙烧-弱磁选工艺中用作印尼某海滨钛磁铁矿还原剂的可行性及其机理进行研究.结果表明,以萤石为添加剂的条件下,高炉灰可代替煤做还原剂,通过高炉灰与萤石的共同作用,可以在直接还原过程中提高还原铁粉中铁的回收率及品位并降低TiO2质量分数,同时回收高炉灰中铁.三种不同产地高炉灰还原效果的比较表明,高炉灰性质对还原效果有影响.在相同用量条件下,津鑫高炉灰( JX)还原效果最好;在JX高炉灰用量30%、萤石用量10%、焙烧温度1250益以及焙烧时间为60 min时,焙烧产物通过两段磨矿和两段磁选,最终得到最佳的还原铁粉中铁品位为91.28%,TiO2质量分数降至0.93%,包括海滨砂矿和高炉灰中铁的铁总回收率达到89.19%.     

A novel process for the recovery of iron,titanium, and vanadium from vanadium-bearing titanomagnetite:sodium modification-direct reduction coupled process

A sodium modification-direct reduction coupled process was proposed for the simultaneous extraction of V and Fe from vanadium-bearing titanomagnetite. The sodium oxidation of vanadium oxides to water-soluble sodium vanadate and the transformation of iron oxides to metallic iron were accomplished in a single-step high-temperature process. The increase in roasting temperature favors the reduction of iron oxides but disfavors the oxidation of vanadium oxides. The recoveries of vanadium, iron, and titanium reached 84.52%, 89.37%, and 95.59%, respectively. Moreover, the acid decomposition efficiency of titanium slag reached 96.45%. Compared with traditional processes, the novel process provides several advantages, including a shorter flow, a lower energy consumption, and a higher utilization efficiency of vanadium-bearing titanomagnetite resources.     

Staged reaction kinetics and characteristics of iron oxide direct reduction by carbon

Staged reduction kinetics and characteristics of iron oxide direct reduction by carbon were studied in this work. The characteristics were investigated by simultaneous thermogravimetric analysis, X-ray diffraction (XRD), and quadrupole mass spectrometry. The kinetics parameters of the reduction stages were obtained by isoconversional (model-free) methods. Three stages in the reduction are Fe₂O₃→Fe₃O₄, Fe₃O₄→FeO, and FeO→Fe, which start at 912 K, 1255 K, and 1397 K, respectively. The CO content in the evolved gas is lower than the CO₂ content in the Fe₂O₃→Fe₃O₄ stage but is substantially greater than the CO₂ contents in the Fe₃O₄→FeO and FeO→Fe stages, where gasification starts at approximately 1205 K. The activation energy (E) of the three stages are 126–309 kJ/mol, 628 kJ/mol, and 648 kJ/mol, respectively. The restrictive step of the total reduction is FeO→Fe. If the rate of the total reduction is to be improved, the rate of the FeO→Fe reduction should be improved first. The activation energy of the first stage is much lower than those of the latter two stages because of carbon gasification. Carbon gasification and Fe_xO_y reduction by CO, which are the restrictive step in the last two stages, require further study.     

Non-isothermal reduction kinetics of titanomagnetite by hydrogen

Reduction of titanomagnetite (TTM) powders by H2-Ar gas mixtures was investigated under a non-isothermal condition by using a thermogravimetric analysis system. It was found that non-isothermal reduction of TTM proceeded via a dual-reaction mechanism. The first reaction was reduction of TTM to wüstite and ilmenite, whereas the second one was reduction of wüstite and ilmenite to iron and titanium dioxide. By using a new model for the dual reactions, which was in an analytical form and incorporated different variables, such as time, temperature, particle size, and hydrogen partial pressure, rate-controlling steps for the dual reactions were obtained with the apparent activation energies calculated to be 90–98 and 115–132 kJ/mol for the first and second reactions, respectively.     

以煤泥为还原剂海滨钛磁铁矿直接还原焙烧反应历程

研究以煤泥为还原剂,印尼某海滨钛磁铁矿在直接还原焙烧过程中,不同焙烧温度下矿物组成变化规律. X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,随着焙烧温度的升高,钛磁铁矿逐渐被还原. 其中铁矿物经过浮士体( FeO) ,最终被还原成金属铁;而钛则经过钛尖晶石最终生成钛铁矿和少部分的铁板钛矿. 在整个直接还原焙烧过程中,金属铁颗粒在1100℃左右生成,然后不断长大,在1250℃时金属铁颗粒明显增多,在之后的保温过程中,金属铁颗粒不断长大,并在此过程中将金属铁从中分离出来.     

津布巴铁精矿含碳球团还原实验研究

高炉炼铁工艺中炼焦、球团、烧结工序是主要污染源,本实验模拟转底炉工艺采用煤粉为还原剂实现直接还原铁的清洁生产。实验以津布巴铁精矿为原料,对该铁精矿进行XRD分析、扫描电镜分析和热失重分析。实验采用含碳球团焙烧还原工艺,通过四因素三水平正交实验研究各因素对焙烧球团的金属化率的影响。结果表明:在含碳球团焙烧还原过程中,对金属化率的影响程度从大到小的因素分别为焙烧温度、碱度、焙烧时间和配碳量,其中,当配碳量为1.0,温度为1 150℃,碱度为0.37,焙烧时间为25 min是得到高金属化率焙烧球团的最佳条件,球团焙烧后的残炭量与焙烧温度和碱度也有较大关系,最终球团金属化率均在80%以上。