杂质离子对电化学矿化法固定铀的影响行为研究

本研究以金属铁为原料,采用电化学方法使金属铁逐步转化为磁性四氧化三铁,并实现同步固定铀,重点考查了杂质离子的种类、数量以及质量浓度(ρ)对废水中铀去除的影响。结果表明,离子种类和离子质量浓度的增加有助于提高电化学反应性能,加快铀的去除效率。但废水中过量的Fe³⁺和Ca²⁺在一定程度上会抑制磁铁矿的结晶,PO3－₄会与溶液中的铁离子络合形成无磁性的絮状物(Fe₃(PO₄)₂),在优化条件下反应120 min后,铀去除率最高可高达95%。     

高炉炼铁工艺中超高TiO2炉渣:密度和表面张力

针对高炉冶炼超高（>80%）甚至全钒钛磁铁矿工艺流程，为了优化高炉造渣制度，进行了一系列关于高钛型炉渣（BFS）物理化学性质方面的研究。本工作分别利用阿基米德原理和最大气泡压力法研究了高钛型炉渣的密度和表面张力。系统探究了TiO₂含量和MgO/CaO质量比对CaO–SiO₂–TiO₂–MgO–Al₂O₃炉渣密度和表面张力的影响规律。结果发现，随着TiO₂含量从20wt%增加到30wt%，炉渣密度逐渐降低，但随着MgO/CaO质量比从0.32增加到0.73，熔渣密度略有增加。从硅酸盐网络结构角度来看，炉渣密度与结构聚合度（DOP）具有一致的变化规律。TiO₂的加入会降低炉渣体系中(Q3)2/(Q2)比值（其中，Q2和Q3分别代表桥氧数为2和3的网络结构单元），进而降低炉渣结构聚合度，导致炉渣密度降低。随着TiO₂含量从20wt%增加到30wt%，CaO–SiO₂–TiO₂–MgO–Al₂O₃炉渣的表面张力显著降低。相反，随着MgO/CaO质量比从0.32增加到0.73，表面张力增加。此外，利用基于Butler公式的Tanaka模型获得了1723 K下含钛炉渣等表面张力图，为高炉冶炼超高比例（>80%）甚至全钒钛磁铁矿工艺中造渣制度的优化提供了数据支撑。     

华北克拉通乌拉山地区古元古代含磁铁矿伟晶岩脉年代学特征及地质意义

华北克拉通北缘构造活动频繁，特别是从太古宙到印支期，伴随着山前大断裂的多次活动，形成了多期次的岩浆侵入体或岩脉。以内蒙古乌拉山地区含磁铁矿伟晶岩脉为研究对象，通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年技术，精确测定了含磁铁矿伟晶岩形成时代为(1 817±18) Ma,为古元古代鄂尔多斯陆块与阴山陆块碰撞的背景下，孔兹岩系发生深熔作用形成的产物，其形成、演化与“吕梁运动”密切相关，代表了华北克拉通北缘1.85―1.7 Ga的裂解事件。     

预氧化磁铁矿颗粒在氢基流化床中的流化行为及还原动力学研究

欧盟(EU)的目标是在2050年实现碳中和，目前，炼钢行业仍然是欧洲主要的二氧化碳排放行业之一，其排放量占欧盟二氧化碳排放总量的4%。因此，为了避免二氧化碳的产生，使用氢气还原铁矿石生产直接还原铁(DRI)受到了越来越多的关注。我们之前的研究显示，在还原过程中由于磁铁矿颗粒表面会形成致密的铁壳，使其表现出较差的流化性和还原性。磁铁矿预氧化处理后，会显著改善它的流化性。本文探究了不同预氧化温度和预氧化程度对磁铁矿颗粒在氢基流化床内流化和还原行为的影响。通过光学显微镜和电子扫描显微镜（SEM）表征了还原后颗粒的显微结构和形貌，并探究了还原过程中的动力学反应机理。结果表明，较高预氧化温度（1000°C）处理后的磁铁矿颗粒表面较为平坦，表现出较好的流化行为。较低预氧化温度（800°C）处理后的磁铁矿颗粒表面形成显著的赤铁矿晶须，其流化性有所降低；但其表现出更好的还原性，特别是在还原后期。磁铁矿的预氧化程度对流化和还原行为没有明显影响。动力学分析表明，较高预氧化温度处理后的磁铁矿颗粒，在还原后期，其还原速率受铁离子扩散速率影响。较低的预氧化温度能改善铁离子的扩散，进而提高还原后期的反应速率。     

全钒钛矿高炉冶炼合理炉料结构的探讨

在模拟高炉冶炼过程的条件下,研究了各种类型钒钛铁矿石(烧结矿、球团矿、块矿)的低温、高温还原和熔滴性能,特别是钒钛烧结矿碱度与高温冶金性能的关系及其对低、高温区域还原过程和钛还原行为的影响。在此基础上确认了全钒钛铁矿石高炉冶炼的合理炉料结构是高碱度烧结矿加酸性氧化球团矿。但在攀钢现有工艺和设备条件下,首要的是提高烧结矿的碱度。