MgO对高碱度烧结矿强度的影响及机理

研究MgO质量分数的提高对高碱度烧结矿转鼓强度的影响规律并揭示其作用机理。结果表明:当碱度为2.0的烧结矿MgO质量分数从1.15%提高到3.5%时,转鼓强度从71.33%降低到61.13%;随着MgO质量分数的增大,液相生成温度提高,液相量减少,MgO质量分数太高将造成烧结矿液相量不足;Mg2+主要固溶在磁铁矿中,Mg2+进入磁铁矿晶格,提高磁铁矿的稳定性,不利于磁铁矿氧化,使得烧结矿中磁铁矿质量分数增大,且针状铁酸钙黏结相质量分数减少;烧结液相量较少以及具有良好强度的针状铁酸钙质量分数降低是MgO降低烧结矿强度的主要原因;白云石的成矿能力比石灰石的弱,随着白云石用量增大,熔剂与铁矿石之间的反应能力下降,因此,烧结矿转鼓强度降低。     

w(TiO2)对高铬型钒钛磁铁矿烧结矿冶金性能的影响

以高铬型钒钛磁铁矿和普通磁铁矿精矿混合料为原料，通过烧结杯试验考察了TiO₂质量分数对高铬型钒钛磁铁矿烧结矿性能的影响规律.研究结果表明:随着TiO₂质量分数从6.30%增加到11.76%，转鼓指数逐渐降低，烧结矿强度降低，垂直烧结速度、成品率和烧结杯利用系数均呈现上升的趋势；直径小于5mm的小粒径烧结矿的比例逐渐降低，粒度有增大的趋势；随着TiO₂质量分数的增加，赤铁矿含量降低，磁铁矿含量增加，同时，钙钛矿和Fe₉TiO₁₅相也增加.低温还原粉化指数有上升的趋势，相反还原性降低.     

外加剂制备莫来石料烧结性能的影响

本文研究了加入添加剂CeO2和MgO对莫来石料烧结性能的影响。结果表明,复合加入添加剂CeO2/MgO比单独加入CeO2或MgO促进烧结的效果好,不仅可以降低烧结温度,而且可以提高体积密度。     

超高料层双层烧结富氧强化及烟气排放行为研究

针对超高料层双层烧结矿强度低的问题,采用富氧方法强化双层烧结。研究富氧浓度和燃料用量对烧结矿产质量的影响,分析普通双层烧结和富氧强化双层烧结的烧结矿主要矿物组成和微观结构,研究两者烧结烟气中O₂、CO₂和CO的排放行为。研究结果表明：富氧方法能明显强化超高料层双层烧结,大幅度提高烧结矿成品率和转鼓强度;二次点火后对料层进行富氧,氧气体积分数为25%,烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数和固体燃耗分别为69.06%、66.40%、2.09 t/(m²·h)和53.79 kg/t,与普通双层烧结指标相比,成品率、转鼓强度和利用系数分别提高4.11%、7.73%、0.18 t/(m²·h),固体燃耗降低3.23 kg/t;富氧使烧结矿中磁铁矿氧化充分,铁酸钙大量生成,烧结矿结构均质、紧密;富氧增大烧结烟气O₂质量分数,可有效解决下部料层缺氧问题,提高燃料燃烧效率,减少CO排放量。     

助烧剂对微晶Al2O3刚玉磨料结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶技术合成Al₂O₃刚玉前驱体,以SiO₂-MgO-CaO为烧结助剂,利用无压烧结技术制备微晶陶瓷刚玉磨料。研究了助烧剂成分、掺杂量对磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明：MgO有助于片状晶的生成,CaO有助于等轴晶的生成,助烧剂成分的最佳物质的量比为n(SiO₂)∶n(MgO)∶n(CaO)=2∶1∶2。晶粒尺寸随助烧剂掺杂量的增多而增大,单颗粒抗压强度和密度则先增大后减小,在掺杂量(质量分数)为2.0%时分别达到最大值43.6 N和3.92 g/cm³。     

提高本溪烧结矿产量和质量的途径

本溪精矿粉因粒度甚细而比一般矿粉更难烧结,但在适当的配料、加水和烧结条件下仍可得到质量很好的烧结矿和很高的烧结速度。试验结果表明:最好的混合乾料应含水7.5～8％,固定碳为4～4.5％,返矿20～25％,制造高碱度自熔性烧结矿除石灰石外应该用一部份白云石,最好同时另加少量石灰(如混料不匀应以石灰水代之),加一部份锰矿能提高烧结速度(加锰矿后燃料应相应提高),用热返矿预热混合料可以提高烧结速度很多,在上述条件下,可以得到碱度(CaO+MgO/SiO_2)到1.5以上而强度甚好的烧结矿,使在高炉内甚至完全不需加石灰石,烧结速度可以到达20公厘/分以上,比本溪现在情况高一倍,碱度愈高,烧结矿的还原性愈好。     

沸石复合颗粒材料的制备方法优选及其脱氮除磷性能研究

开发一种具备氮、磷双重吸附能力的富营养化水体修复材料,以沸石为原料,将天然沸石碱洗后与Ca(OH)₂、膨润土进行混合,再通过调整混料比例、煅烧温度、煅烧时间、升温速率等过程,筛选出既具有脱氮、除磷能力,又具有一定机械强度的复合颗粒材料. 结果表明:复合颗粒材料最佳制备条件为沸石、Ca(OH)₂、膨润土混料质量比20︰1︰2,煅烧温度504 ℃,煅烧时间1.2 h,升温速率5.6 ℃·min?1. 通过单因素实验和相关性分析表明,各因素对材料磷酸盐吸附量、氨氮吸附量、散失率均有不同程度的影响,其中Ca(OH)₂与磷酸盐、氨氮吸附量均具有显著相关性. 当初始氮、磷质量浓度为25 mg·L?1时,新型复合材料对磷酸盐和氨氮理论吸附量分别为4.39、4.01 mg·g?1,去除率分别可达到87.7%和80.1%,散失率为11.4%.      

MgO对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

为了深入探究MgO对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响,采用扫描电子显微镜和荷重软化熔滴设备研究了MgO对含钛烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响.实验结果表明,随着烧结料中MgO质量分数从2.04％增加到3.96％,烧结过程液相生成量逐渐减少,烧结矿中的赤铁矿和铁酸钙等含量都有不同程度的降低,赤铁矿质量分数从13.57％降低到9.99％,铁酸钙的质量分数由38.7％降低到30.17％,磁铁矿、硅酸盐和烧结矿中的孔洞逐步增加.因此,增加烧结矿中MgO会降低烧结矿中液相生成量,不利于烧结矿转鼓强度和还原性的提高.高碱度含钛烧结矿中的镁主要分布于烧结矿中复合铁酸钙相中,进一步提高烧结矿中镁的质量分数,烧结矿的磁铁矿相比例将增加,有一部分镁固溶于磁铁矿中;在高镁烧结矿中,也会形成一定量的橄榄石,其中固溶有少量镁、钛等元素.随着烧结矿中MgO质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度均在1120℃以上,软化温度区间△tA随着MgO含量的升高而逐渐变宽.     

准化学平衡条件下温度对烧结液相生成的影响

对Fe2O3-SiO2-CaO—Al2O3-MgO五元体系在准化学平衡条件的液相生成过程进行了研究。采用光学显微镜、X—Ray和SEM,对不同温度下体系液相生成量及成分进行了分析。结果表明：温度越高液相生成量越多,液相成分随温度的增加发生改变,温度对镁元素的微观分布影响较小,M如在赤铁矿为主要原料的烧结体系中会与Fe2O3结合生成MgO·Fe2O3矿物;随着温度的升高SFCA中的Fe2O3含量升高,液相量增加;Al2O3含量升高,利于交织结构的铁酸钙（FC）的形成,可提高烧结矿强度。     

高镁型钒钛磁铁矿的烧结实验研究

以MgO含量为3.73%高镁型钒钛矿为主,通过配加普通钒钛矿、澳矿进行了二元碱度R2对MgO含量为3.3%混合矿烧结过程和烧结矿性能影响实验研究。结果表明,在烧结过程方面,二元碱度R2对烧结过程的垂直烧结速度、利用系数有一定的影响,而对烧结过程中的成品率、转鼓指数影响较大;在烧结矿性能方面,二元碱度R2对烧结矿冶金性能都有一定影响,特别是对烧结矿的中温还原性以及RDI-3.15指标影响较大。     

以电解法氢氧化镁为原料制备纳米氧化镁

采用隔膜电解法以盐湖水氯镁石为原料制备前驱体Mg(OH)₂,煅烧后制备纳米氧化镁,实现盐湖废弃资源的高值化利用.对Mg(OH)₂煅烧过程进行热解动力学解析,结合热解机理和速率,考察煅烧条件对MgO性能的影响.结果表明：煅烧温度升高,MgO的比表面积降低,活性先升高后降低,晶粒变大;煅烧时间延长,MgO的比表面积和活性降低,晶粒尺寸增大,结构变得致密;升温速率增大,MgO比表面积与活性均先增大后平缓,晶粒尺寸基本不变;MgO比表面积最大为29.3 m²/g, CAA最小为66 s,晶粒尺寸最小为27.8 nm.     

MgO对以细磁铁精矿为主的低硅烧结的影响

研究了MgO对以细磁铁精矿为主的低硅烧结的影响. 烧结试验结果表明: 当烧结矿中MgO含量从1.4%增加到2.3%时, 烧结速度从22.61 mm/min减慢到19.48 mm/min, 利用系数从2.031 t/(m2·h)降低到1.629 t/(m2·h). 显微结构分析结果表明: 当烧结矿中MgO含量为1.4%时, 细粒磁铁矿氧化形成的隐晶质-微晶质和圆粒状赤铁矿较多, 熔蚀状的铁酸钙多, 而条状、针状的铁酸钙较少, 铁酸钙和铁酸镁结晶粒度细小;当MgO含量为2.3%时, 形成较多的条状铁酸钙和较少的熔蚀状铁酸钙, 烧结矿中的铁酸镁、镁铁橄榄石等矿物增加, 且块状晶粒粗大. 在烧结过程中MgO矿化速度较慢, 需要较高烧结温度和较长高温保持时间.     

生物质烧结燃料性能优化研究

烧结生产过程产生了包含颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和二口恶英的高温烧结废气.为减少烧结污染物排放,制备新型生物质燃料取代烧结矿石燃料,通过生物质炭化、生物质成型等对比实验确定优化生物质燃料最优实验条件.实验结果表明:锯末炭化分为两个阶段,在室温(25℃)~400℃适宜炭化升温速率为5℃/min,在400~600℃适宜炭化升温速率为20℃/min,锯末燃料适宜成型压力为50 M Pa.通过对适宜条件下制备的生物质烧结燃料与烟煤和焦炭进行对比实验,其比表面积、孔容孔径和燃料燃烧性能大幅改善,接近矿石燃料.     

不同重构方式下古交典型矿区土壤持水性差异研究

以不同煤矸石土壤复配比例、不同保水剂添加量,构建呈不同容重梯度的系列试验土样,测定重构土壤的持水性参数。结果表明：(1)毛管持水量随土壤容重下降、煤矸石配比减少而显著增加,土壤水分表面蒸发速率则随之增加;(2)在其他复配材料比例大致一定条件下,重构土壤的毛管持水量随保水剂添加量增加呈先增加、后降低的趋势变化且保水剂用量大约为0.86%时毛管持水量达最大值,土壤水分蒸发速率随保水剂添加量增大而减小;(3)以土壤容重(X₁)、煤矸石土壤复配比(X₂)、保水剂添加量(X₃)为自变量,土壤毛管持水量(Y)为因变量建立多项式回归方程模型为Y=0.557-0.195X₁-0.026X₂+0.201X₃-0.117X₃²,此模型可为煤矸石、保水剂以及矿区表土为复配材料配制容重适宜、持水性良好的重构土壤提供理论指导。     

石灰干化污泥作为配料部分替代冶金烧结中熔剂和燃料

利用冶金烧结方法处置石灰干化污泥,探讨了石灰干化污泥作为冶金配料替代燃料和熔剂石灰对烧结性能的影响.对石灰干化污泥进行热重差示扫描量热和X射线衍射分析显示,从室温升至1100℃的过程中,污泥中的有机物分解产生热量,CaCO₃和Ca（OH）₂转化为CaO.烧结杯实验结果表明:在适宜的配碳量下,石灰干化污泥的加入对烧结有正向的影响,烧结矿的性能指标均有所改善;当石灰干化污泥替代熔剂和燃料的比例分别为51%和13.3%,配入比例为3.00%时,烧结的垂烧速度为21.30 mm·min^-1,成品率为72.63%,利用系数为1 458 t·m^-2 h^-1.固体燃耗由每吨65.54 kg降至59.27 kg.     

超级铁精矿金属化烧结

用普通精矿或超级精矿生产部分金属化烧结矿,固体燃料占混合料 10％ 时开始出现金属铁,提高精矿品位名助于提高烧结矿金属化率,在固体燃料量相同时,使用超级精矿比普通精矿金属化率明显提高,部分金属化烧结矿强度较氧化性烧结矿高,其还原性与普通烧结矿接近,金属化烧结矿热强度高且具有一定可塑性。高压烧结可大幅度提高设备生产率。     

B4C-TiB2-SiC复合陶瓷的SPS制备及组织性能研究

针对B₄C陶瓷烧结性能较差、成本较高的技术问题,提出了一种新型的B₄C基复合陶瓷的制备方法. 该方法以B₄C、Ti₃SiC₂及Si的混合粉作为初始粉体,通过放电等离子烧结技术（SPS）制备第二相（TiB₂+SiC）质量分数为30%的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷,利用SPS特殊的烧结机制以及烧结过程中的原位放热反应,有效提升了B₄C陶瓷的烧结性能,降低了B₄C陶瓷的制造成本. 研究结果表明,在烧结温度为1650 °C,保温时间为5 min,烧结压力为50 MPa的条件下,制备得到了具有较高致密度（98.5%）的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷. 随着烧结压力的增加,B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷的硬度逐渐增大,断裂韧性不断减小,而复合陶瓷的弯曲强度则呈现出先缓慢增加后迅速增大的变化趋势.      

异面直线公垂线的投影阵

讨论异面直线的一个投影阵公式,并由此得出异面直线的距离公式为d= | (M₁- M₂ M₂- M₁
M₂- M₁) (X ₁- M₂
X ₂- M₁
M₂- M₁)^{- 1}(X ₁- X ₂) | .     

烧结矿中MgO作用机理

研究了烧结矿中MgO对烧结液相生成、固结成矿的影响机理,以及不同镁质熔剂对固结强度的影响规律,并在此基础上进行了烧结杯实验研究.结果表明:随着烧结矿中MgO含量的增加,烧结液相开始形成温度上升,液相流动性和黏结相强度均降低;使用不同种类的镁质熔剂时,烧结黏结相强度有差异,在1 280℃和1 320℃下,使用蛇纹石时黏结相强度相对最高,其次是使用轻烧白云石的情况,而使用白云石时黏结相强度相对最低;在兼顾烧结矿产量、质量指标及冶金性能的前提下,烧结矿中适宜的MgO质量分数在1.2%左右,镁质熔剂则适宜选用白云石和蛇纹石组合或者单独使用轻烧白云石.     

保温制度对表层烧结矿质量的影响

为寻找到保温制度对烧结过程表层烧结矿的影响规律,通过烧结杯实验,考查不同保温制度对表层烧结矿质量的影响。实验结果表明,当保温温度控制在250～300℃时有利于提高表层烧结矿的强度,同时有利于烧结矿取得良好的冶金性能,增加烧结矿中还原性能良好的针状铁酸钙含量。