钢铁厂含铁尘泥球团自还原实验研究

以高炉工序的重力除尘灰和转炉工序的转炉污泥作为主要原料,配加一定量的还原剂、黏结剂和水制成冷固结球团,在高温下进行含铁尘泥球团自还原实验.结果表明,将重力除尘灰和转炉污泥混合制成自还原冷固结球团,不仅可弥补单种物料成球性能的不足,还可实现含铁尘泥球团的自还原,充分利用尘泥中的Fe,C和Ca O等资源;含铁尘泥球团的金属化率和脱锌率都随反应温度的升高而逐渐增大,1 300℃时,球团金属化率和脱锌率可分别达到91.35%和99.25%;随着反应时间的延长,球团的金属化率和脱锌率也逐渐增大,且在反应开始5 min内即可分别达到50.68%和75.82%;含铁尘泥球团的金属化率和脱锌率随着配碳量的增加而呈现先增大后减小的趋势,变化幅度较小.     

含铁尘泥在转炉中的利用

为实现含铁尘泥有效成分的资源化利用——用于转炉炼钢,考察铁碳球的使用对炼钢指标的影响以及经济效益。理论和试验分析表明,含铁尘泥制备成铁碳复合球团后完全可应用于转炉冶炼,并能促进化渣脱磷;也可作为炼钢终点的降温剂。铁碳复合球团的使用可以替代部分废钢,在适量使用的情况下,对工序的最终成本几乎无影响。     

含铁尘泥在转炉中的利用

为实现含铁尘泥有效成分的资源化利用——用于转炉炼钢,考察铁碳球的使用对炼钢指标的影响以及经济效益。理论和试验分析表明,含铁尘泥制备成铁碳复合球团后完全可应用于转炉冶炼,并能促进化渣脱磷;也可作为炼钢终点的降温剂。铁碳复合球团的使用可以替代部分废钢,在适量使用的情况下,对工序的最终成本几乎无影响。     

钢铁厂含铁尘泥合理利用途径的研究

概略介绍生泥综合利用的研究结果。含铁尘泥合理利用途径主要取决于尘泥的物化性质。对于铁品位低,Zn,Pb等有害杂质含量不高的含碳尘泥,造成小球加入烧结配料的小球烧结法是一条经济有效的途径。含Zn,Pb等有害元素较高的尘泥,生产高炉用还原球团是一条较彻底的尘泥利用途径。对于高铁品位尘泥可用于生产高金属化率直接还原铁(DRI)作为废钢代用品,这不仅可有效回收高品位尘泥,同时可缓解废钢短缺,是一经济效益较高的途径。     

含铁尘泥高碱度内配碳球团自还原过程中脱硫和脱磷研究

在竖式碳管炉中进行含铁尘泥高碱度内配碳球团的还原试验,并通过改变温度、配碳比和碱度对含铁尘泥还原过程中的脱硫和脱磷进行研究。结果表明,高碱度内配碳球团在高温下快速还原制备金属铁粒的脱硫率高于97%,铁粒中硫含量最低达到0.007%,而脱磷率一般为25%~35%,最高达到38.52%。随着温度和配碳比的升高,铁粒的脱硫率和脱磷率均增加;而随着碱度的增加,铁粒的脱硫率和脱磷率均先增大后减小。     

冶金含铁尘泥再资源化的技术现状与展望

针对钢铁企业含铁尘泥量大、利用率低的现状,介绍了冶金含铁尘泥回收利用的几种方式及其优缺点.物理法的磁选、浮选工艺对尘泥分选处理后可得到含铁原料,但脱除有害元素的能力有限.湿法工艺处理高锌舍铁尘泥投资较小,可直接制成产品,二次污染小,但能耗大且酸碱等浸出剂对设备有腐蚀性.火法工艺是国内钢厂最常用的方法,金属化球团可以有效除去尘泥中的有害元素并制成高品位的含铁产品,拥有广阔前景,但投资成本较高,目前难以大范围推广.     

含铁尘泥在烧结生产中高效使用技术研究

 为了科学、合理地利用这一资源,在掌握含铁尘泥理化特性的基础上,进行了不同含铁尘泥配比、不同配碳量的烧结试验研究,并进行了工业性试验。试验结果表明,含铁尘泥中的CaO和C等烧结生产所需加入的元素含量较高,有利于降低烧结矿成本,由于其粒度过细,不利于改善烧结透气性;含铁尘泥中碳的含量完全替代烧结燃料的碳含量时,随着含铁尘泥配加量的增加,烧结产质量指标变差;用含铁尘泥(含铁尘泥中碳含量按1/3比例折算成烧结染料)替代烧结燃料时,无论含铁尘泥配比为3.0%还是5.0%,其烧结产质量指标均与基准方案相近,而且有利于改善高炉经济效益指标,能够达到高效使用含铁尘泥的目的。本研究为高效使用含铁尘泥提供了理论基础和技术依据。     

含锌尘泥球团直接还原过程中渣相行为与固结强度关系研究

通过表征不同直接还原温度下碱性含锌尘泥球团外观形貌、物相组成、微观结构及抗压强度变化,并结合FactSage热力学计算,分析了碱性尘泥球团直接还原过程中渣相行为及其对球团固结强度的影响。结果表明,随着还原温度升高,碱性尘泥球团体积先膨胀后收缩,对应抗压强度也先减小后增加,碱性氧化物一直参与球团渣相的形成过程并最终形成复杂的含钙化合物渣相。固相反应是渣相形成的基础,其中间产物Ca₂SiO₄良好的固溶性促进了钙铁和钙镁低熔点物相的固相生成,铁氧化物的初步还原产物FeO有利于液相生成,促进球团中物相的迁移和重新排列,球团体积收缩,强度明显提高。     

钢铁厂含铁粉尘的合理利用

为了解决钢铁企业粉尘污染越来越严重的问题,合理地回收和利用含铁资源,作者运用添加精矿粉和其它粘结剂成型的方法,采用回转窑预还原的工艺手段,对武钢各种含铁粉尘的回收利用进行了广泛的实验研究,探讨了回收工艺的合理性、经济性及可行性,获得了适宜于作为高炉炉料或炼钢用添加料的优质球团。     

复合造块法高效处置含碳钢铁尘泥研究

提出一种新的处理含碳钢铁尘泥的方法,采用复合造块法来处置钢铁尘泥,研究尘泥球团配比、粒度及分布对烧结过程的影响,揭示基体料与钢铁尘泥球团复合造块的成矿机理。研究结果表明：复合造块方法处置钢铁尘泥可明显改善料层透气性,提高烧结矿产量和质量。通过尘泥球团偏析分布,将53.60%尘泥球团在1层和2层分布、33.27%球团在9层和10层分布、其余球团分布在3～8层,可实现料层均热,获得的产品成品率、转鼓强度、利用系数和焦粉消耗量分别为78.34%、69.33%、1.551 t/(m2·h)和35.45 kg/t。产品由高碱度烧结矿基体与尘泥球团构成,基体部分主要为针状和条状铁酸钙,球团部分为中孔厚壁结构,两者过渡带为铁酸钙液相侵入球团与赤铁矿颗粒形成交织结构。     

含铁尘泥用于烧结生产

利用二次回归正交试验设计,考查了含铁尘泥小球的加入量,混合料水分,配碳量对垂直烧结速度及烧结矿的转鼓指数、成品率、FeO含量的影响。试验结果表明,含铁尘泥制成小球,配入烧结料中进行烧结,可以改善烧结料粒度组成。使垂直烧结速度、成品率及烧结矿质量均有所提高。该法为冶金厂含铁尘泥综合利用提供了有效途径。     

铁矿--生物质复合球团还原行为及还原动力学

通过分析生物质合成气气氛下,不同组分复合球团(添加和未添加生物质)的还原速率、还原度、表面微观结构和失重变化规律,对球团中添加生物质的作用机理以及含生物质球团还原过程的限制性环节展开研究.添加生物质的复合球团表面结构比无生物质球团疏松,孔隙率高,有利于后续还原的热质传递,增加产物还原度,降低反应活化能;复合球团的还原以收缩核方式进行,在1123~1323 K温度范围内,界面化学反应是两种球团还原反应的主要控速环节;添加生物质后,有利于界面化学反应的进行,使得球团的还原表观活化能由95.448 kJ·mol-1降低到68.131 kJ·mol-1.     

钢铁厂尘泥渣综合利用的研究

本论文对钢铁厂四种含铁尘泥渣的物理化学特性,以及用此四种物料制造出的球团矿的直接还原进行了研究。     

冶金企业含铁尘泥的基本特征与综合利用

介绍冶金企业含铁尘泥的基本特征、对环境的污染、回收利用及利用途径.     

还原气氛和脉石成分对氧化球团还原膨胀的影响

以Fe2O3粉为原料,分别配加SiO2,CaO及MgO制备氧化球团,系统研究了H2和CO两种还原气氛及不同脉石成分对氧化球团还原膨胀的影响,并进行了理论分析.研究表明,还原气氛中H2含量的增加,有利于降低球团的还原膨胀率,还原后球团晶体结构完整,品质较好;Fe2O3球团中配加少量CaO,有利于焙烧时产生少量液相而改善球团的冶金性能,但CaO含量不宜过大;在保证产品质量前提下,适当控制球团矿品位,含有少量SiO2等脉石杂质,有利于焙烧时产生渣相连接,提高球团的强度,降低还原膨胀率;球团中添加MgO有利于形成稳定的晶体结构,从而改善球团的性能.     

瓦斯泥中铁元素回收选矿试验研究

钢铁生产过程中除尘系统中会产生大量的含铁尘泥,这些尘泥如处理不当既会造成环境的污染而且产生铁资源的严重浪费。安钢集团舞阳矿业公司根据自身尘泥的特点,进行选铁工艺试验研究,最终确定了先浮后磁、磁重结合的工艺流程,并建成了21万吨/年的瓦斯泥处理厂,年收入达2011.51万元,实现了瓦斯泥资源的有效利用和回收。     

添加硅铁对钛精矿直接还原-渣铁分离的影响

利用碳热还原方法研究了硅铁添加对钛精矿还原及渣铁分离效果的影响.结界表明:硅铁可提高还原反应速率和铁的金属化率,在1 380℃还原30 min的金属化率达到84.5%.添加硅铁还可明显缩短还原球团冶炼周期,降低渣中金属铁含量,提高渣铁分离效率及钛渣品位(Ti O2的质量分数为84.75%).同时运用Fact Sage软件对钛渣液相线及黏度进行了理论计算,结果表明:添加硅铁对钛渣黏度影响不大,但可增大钛渣的液相区域,从而有利于金属铁的聚集长大及分离.理论计算很好地解释了实验结果.     

MgO对铁矿球团还原冶金性能的影响

研究考察了MgO对铁矿球团低温还原粉化率(RDI)、还原性(RI)以及还原膨胀率(RSI)等几种冶金性能的影响.结果表明:当MgO添加剂质量分数由0增加至2.0%时,铁矿球团的低温还原粉化率(RDI)和还原膨胀率(RSI)都逐渐下降,分别下降了6.46%与6.21%,还原粉化和还原膨胀现象得到抑制;同时,铁矿球团的还原性(RI)呈现逐渐上升趋势,升高了4.66%;故适量添加MgO有利于改善铁矿球团的冶金性能.通过分析配加MgO添加剂后铁矿球团的微孔情况及矿物组成的变化,研究解明了MgO对铁矿球团冶金性能的影响原因.     

金属锂还原罐内化学反应与传热耦合特性

为了分析真空热还原制取金属锂的还原效率和还原率,综合考虑罐内球团传热和化学反应,建立了传热与反应动力学耦合模型.利用该模型对单球团和还原罐内球团还原过程进行数值模拟,得到了球团温度及还原率的时间分布,并分析了罐外换热系数对球团还原过程的影响.结果表明:球团低导热率和反应等效热汇是影响还原过程的主要因素,罐中心区域和罐壁处的温度和反应速率存在较大差值;还原初期传热为还原过程的主要控制因素,而反应后期化学反应为主要控制因素;罐外换热系数对还原过程影响不大,增强罐内传热是提高还原效率的有效途径.     

生物质炭用于铁精矿球团还原过程中黏结的抑制

基于铁精矿球团在竖炉还原过程中易产生黏结而严重影响竖炉顺行,研究物质炭的添加对球团还原过程中黏结的影响,揭示添加生物质炭抑制球团黏结的机理,并在比较表面覆层与配加生物质炭2种抑制措施特点的基础上优化黏结抑制方法。研究结果表明:生物质炭能有效缓解还原过程中球团间的黏结现象,适宜的生物质炭粒度为10 mm,C与Fe物质的量比为0.3;生物质炭在还原过程中表现出的物理阻隔、松动料层、还原剂和强吸热等多重作用可保证它对球团黏结的抑制效果;采用球团表面覆层与配加生物质炭复合作用的方式,克服了表面覆层时还原速度慢的缺点,同时避免了单纯配加生物质炭时黏结抑制偏弱的不良效果,是一种较理想的黏结抑制方法。