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含钼废渣钼酸钙用于钼铁冶炼及其优化研究

含钼废渣钼酸钙用于钼铁冶炼及其优化研究

作者：刘守满西安建筑科技大学

学位级别：硕士

针对钼酸钙二次钼废资源钼含量高但难以利用和炉外法生产钼铁存在的诸多问题,本研究以钼酸钙和氧化钼作为原料、以焦炭为还原剂,通过球团工艺进行直接还原—熔分实验,在分析了含钼原料以及焦炭还原的热力学理论基础上,通过正交实验和单... 详细信息

针对钼酸钙二次钼废资源钼含量高但难以利用和炉外法生产钼铁存在的诸多问题,本研究以钼酸钙和氧化钼作为原料、以焦炭为还原剂,通过球团工艺进行直接还原—熔分实验,在分析了含钼原料以及焦炭还原的热力学理论基础上,通过正交实验和单因素实验得出了球团制备的最佳参数,确定了钼酸钙加入量、熔分温度、保温时间以及碱度对Mo金属回收率的影响,并通过化学分析和XRD、SEM-EDS的分析,确定了碳还原法制备钼铁过程中各因素对钼铁物相变化和杂质元素富集脱除等规律,最终确定了最佳工艺参数,通过上述研究得到如下主要结论:(1)通过含钼原料及焦炭还原的热力学分析以及合金熔点和渣系碱度模拟分析可以得出:MoO和MoO与焦炭发生固固反应的温度分别为671℃和401℃,CaMoO与焦炭和CO发生直接和间接还原的温度分别为1470℃和1322.6℃,过程中会分解约为28%的CaO。由于有焦炭作为还原剂,合金化过程中会受原子亲和力和原子半径的影响,Mo元素多以碳化物的形式存在,根据相图基础和Factsage的模拟计算,熔分温度设定在1450—1550℃,碱度设定在1.32左右,可抑制渗碳反应的发生,并且有利于渣铁分离和杂质元素的脱除。(2)通过正交实验和单因素实验进行钼铁球团制备实验,当钼酸钙配加量固定位10%时,探究膨润土加入量、球团水分以及造球时间对球团性能的影响,结果发现水分对球团性能影响最大、其次为膨润土加入量和造球时间。其影响程度分别为49.5%、46.1%和4.4%,据此确定出了钼铁球团工艺的最佳参数:水分为8%、膨润土添加量为2%、造球时间为22min。(3)通过钼铁球团直接还原—熔分实验结果分析可得:钼酸钙的加入量影响渣系的黏度和碱度,含量越高,对渣铁分离越不利,当钼酸钙加入量在10%以内时,合金中的Mo回收率可以大于99%。最佳的熔分参数为熔分温度1525℃、保温时间为25min,碱度为1.3,在此条件下,Mo金属的回收率和杂质元素含量相对较少,物相组成主要有MoC、FeMoC以及MoFe,主要原因是碳含量的不同,熔分温度过高或是保温时间过长,都会造成渗碳量的增加,进而引起物相变化,相比之下,碱度对于合金物相的变化最小。(4)通过直接还原—熔分实验对合金和渣系中杂质元素的分析可得,熔分过程中的各因素对P、S、C、Si的影响趋势不一致,在最佳的熔分条件下,三个物相MoC、FeMoC以及MoFe中的P、S、C元素含量依次减少,而Si元素的分布无明显规律。渣系为CaO—SiO二元渣系,渣中钼含量低于0.1%,与普通玻璃具有相近的成分系统,P元素在渣中以的形式存在,S元素会在渣系中以硫化物Ca S的形式存在,C元素随铁元素以渗碳的形式进入到渣系。

关键词：钼酸钙直接还原法钼回收率渣铁分离钼废利用

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MHC合金的高温氧化腐蚀及挥发结晶行为

稀有金属 2023年第4期47卷 502-511页

作者：王苗杨双平刘守满孙海兴董洁赵永喆西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

采用干法直接掺杂球磨混匀、冷等静压-烧结的粉末冶金工艺制备了HfC掺杂钼-铪-碳(MHC)钼合金棒材,开展了不同温度及保温时长的高温氧化对比试验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了合金氧化过程中氧化产物及挥发结晶物的物相... 详细信息

采用干法直接掺杂球磨混匀、冷等静压-烧结的粉末冶金工艺制备了HfC掺杂钼-铪-碳(MHC)钼合金棒材,开展了不同温度及保温时长的高温氧化对比试验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了合金氧化过程中氧化产物及挥发结晶物的物相及形貌,利用重量变化研究了合金氧化失重及挥发物生成规律,总结了氧化物及挥发物的形貌变化及结晶特征。结果表明:MHC合金的氧化过程分为较低温度及较短保温时间的吸氧微量增重及较高温度阶段或较长保温时间的大量挥发失重;表层氧化产物从较低温度阶段的氧化脊横向发展为较高温度阶段的片状氧化层;氧化层的剥离是界面孔洞发展的结果,会导致合金基体裸露并进一步氧化;物相分析显示结晶挥发物为纯MoO_(3),其结晶形貌特征符合螺旋位错生长理论;第二相HfC质点在晶界和晶内的析出,对MHC合金中基体元素的氧化和挥发能起到一定的抑制作用。

关键词：钼-铪-碳(MHC)合金钼合金高温氧化失重挥发 MoO_(3) 粉末冶金

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一步法制备碳氮化钒的工艺优化试验

钢铁 2023年第1期58卷 170-178页

作者：杨双平张甜甜高文彬刘守满孙海兴西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

围绕开发连续、高效、低成本的一步法合成碳氮化钒的技术,在总结氮化钒生产工艺过程研究的基础上,以V2O5为原料,焦炭为还原剂,经过破碎、混料和压制成块、烘干后进行还原氮化过程,在高纯氮气气氛下探索了高温碳热还原一步法制备碳氮化... 详细信息

围绕开发连续、高效、低成本的一步法合成碳氮化钒的技术,在总结氮化钒生产工艺过程研究的基础上,以V2O5为原料,焦炭为还原剂,经过破碎、混料和压制成块、烘干后进行还原氮化过程,在高纯氮气气氛下探索了高温碳热还原一步法制备碳氮化钒的最佳生产工艺条件。通过对V2O5的还原过程进行热力学分析计算并利用FactSage热力学软件对其进行理论研究,采用XRD、SEM等测试方法对反应温度、反应时间、氮气流量、制样压力等影响因素进行单因素试验分析,结果表明,碳化钒的氮化反应是逐级进行的,碳氮化钒的反应过程为V2O5→V2O4→V2O3→VC→VCN。试验中产生的CO会改变炉内气体分压,会对碳化温度和氮化温度产生影响,因此反应过程中应严格控制体系的CO和N2分压;反应时间和氮气流量对反应产物的钒、氮、碳含量产生不同的影响,钒含量和氮含量随着反应时间的增加和氮气流量的增大而增加,碳含量随着反应时间的增加而降低;压力大小决定了反应物的孔隙率,在保证压块产品质量的基础上,增大制样压力使颗粒间的接触面积增加、反应比表面积增大,还原效果佳。综合考虑,设置配碳系数为35%、制样压力为20 MPa,在900℃时碳热还原、1480℃时氮化反应保温180 min,试验最终可获得(质量分数)75.55%V,13.91%N,4.96%C的碳氮化钒产品,符合国家制定标准。

关键词： V2O5 碳氮化钒直接还原反应温度氮气

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低硅矿烧结高温基础特性及优化配矿研究

钢铁研究学报 2023年第6期35卷 659-670页

作者：杨双平孙海兴张甜甜刘守满刘海金西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

随着国内优质铁矿石的减少以及铁矿石需求的上升,低价矿石进行配矿烧结成为新的选择。为提高烧结矿质量和低硅矿高效利用,对低硅矿的高温特性进行研究从而确定合适的低硅矿配矿方案。为进一步实现烧结厂降本提产的目的,基于实验所用低... 详细信息

随着国内优质铁矿石的减少以及铁矿石需求的上升,低价矿石进行配矿烧结成为新的选择。为提高烧结矿质量和低硅矿高效利用,对低硅矿的高温特性进行研究从而确定合适的低硅矿配矿方案。为进一步实现烧结厂降本提产的目的,基于实验所用低硅铁矿粉高温基础特性,进行不同低硅矿配比的烧结杯实验研究,同时对低硅烧结矿的矿相结构进行观测,确定低硅矿的优化搭配规律。研究表明:当矿粉中SiO_(2)质量分数低于6%时,随着SiO_(2)含量增加,液相流动性指数升高;MgO含量增加,液相流动性指数呈现降低的趋势。低硅矿配比不超过36%(质量分数)时,增加赤铁矿的配比,可以提升液相生成量,增加针状铁酸钙的生成量。因此,通过液相流动性优化配矿能够提高低硅烧结矿质量,强化烧结过程。

关键词：低硅矿优化配矿液相流动性同化性矿相结构

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含钼废渣冶炼钼铁的优化试验

中国冶金 2022年第5期32卷 131-139页

作者：杨双平刘守满王苗张甜甜孙海兴何凯西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 金堆城钼业股份有限公司技术中心陕西西安710077

利用含钼废料钼酸钙为原料,采用碳还原法冶炼钼铁,通过单因素分析试验及正交试验优化得出最佳的试验条件,钼酸钙加入量应低于10%,熔炼温度为1 525℃,保温时间为25 min,碱度为1.3。通过XRD、SEM、EDS分析得出用此方法生产得到的钼铁合金... 详细信息

利用含钼废料钼酸钙为原料,采用碳还原法冶炼钼铁,通过单因素分析试验及正交试验优化得出最佳的试验条件,钼酸钙加入量应低于10%,熔炼温度为1 525℃,保温时间为25 min,碱度为1.3。通过XRD、SEM、EDS分析得出用此方法生产得到的钼铁合金中,钼以Mo_(2)C、Fe_(3)Mo以及Fe_(3)Mo_(3)C的形式存在,渣系为二元玻璃渣系,具有与普通玻璃相似的成分系统。经测定合金中钼的回收率大于99%,钼资源回收效益可观。

关键词：钼酸钙碳还原法综合利用钼回收率钼铁合金

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油页岩开启能源替代之路

环境保护 2012年第17期 62-64页

作者：刘建珍常征刘守满

21世纪什么最贵?人才!全球经济低迷的当下什么最珍贵?能源!说到能源,大家脑中首先闪现的就是石油,而对油页岩这一非常重要的替代能源却知之甚少。日前,国家能源局局长刘铁男在调研时指出,油页岩企业要加大油页岩科学开发力度,力争

关键词：油页岩干馏山东龙干馏炉工业炉窑页岩油页岩焦油人造石油能源替代

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焙烧温度及膨润土添加量对球团性能的影响

工业加热 2023年第9期52卷 1-5,9页

作者：杨双平郭世杰张攀辉刘守满池延斌西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 西安电炉研究所有限公司陕西西安710055

球团矿是高炉入炉原料的重要组成部分,其冶金性能的优劣会直接影响铁水质量,而球团矿的冶金性与其矿物组成和显微结构密切相关。为了改善球团矿的冶金性能,研究膨润土添加量及焙烧温度的变化对球团矿矿相结构的影响规律,利用光学显微镜... 详细信息

球团矿是高炉入炉原料的重要组成部分,其冶金性能的优劣会直接影响铁水质量,而球团矿的冶金性与其矿物组成和显微结构密切相关。为了改善球团矿的冶金性能,研究膨润土添加量及焙烧温度的变化对球团矿矿相结构的影响规律,利用光学显微镜深入分析矿相结构影响球团矿性能的根本原因,最终得出球团矿最佳焙烧条件。研究结果表明,随着膨润土添加量的增加,生球的爆裂温度、落下强度和抗压强度整体呈升高的趋势。随着焙烧温度的提高,成品球团矿的抗压强度呈先增高后降低的趋势,在焙烧温度为1150℃时达到最高。本研究球团矿的最佳方案为:膨润土添加量1.4%,焙烧温度1150℃,在此条件下球团矿焙烧过程中Fe_(2)O_(3)晶粒发育长大成为互联晶,球团矿的抗压强度达到最高。

关键词：球团矿膨润土焙烧温度冶金性能矿相结构

论班华心育思想的实践来源、理论建构与鲜明特点

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南京师大学报（社会科学版） 2024年第3期 28-39页

作者：刘守旗江苏第二师范学院教育学部南京210013

班华先生是我国当代著名教育家、心育论学科的开创者、中国特色心育理论的探索者。班华心育思想涵括心育学科的方方面面,他从理论上论述了心育是什么,即心育的概念与对象;心育为什么,即心育的重要性;心育怎么做,即心育实施等一系列问题... 详细信息

班华先生是我国当代著名教育家、心育论学科的开创者、中国特色心育理论的探索者。班华心育思想涵括心育学科的方方面面,他从理论上论述了心育是什么,即心育的概念与对象;心育为什么,即心育的重要性;心育怎么做,即心育实施等一系列问题,形成了较为完整的心育理论体系。研究探讨其心育思想是新时代加强学生心理健康工作、促进学生健康成长的需要,对丰富完善中国特色心育理论、指导中小学心育实践具有重要的理论意义和极强的实践价值。问题激发是其心育思想的实践来源,学术省思是其心育思想的理论建构。其心育思想的鲜明特点是:在心育面向上,关注世界,更重本土;在心育性质上,关注矫正,更重发展;在心育对象上,关注全体,更重儿童;在心育与德育关系上,关注独立,更重融合。

关键词：班华心育论心育思想

铁素体系耐热钢焊接热影响区相变行为的CSLM原位观察

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金属学报 2024年第6期60卷 802-816页

作者：申洋谷征满王聪东北大学冶金学院沈阳110819 南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室南昌330063

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及... 详细信息

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及相变动力学的量化分析,具有优化焊接工艺和促进耐热钢铁材料发展的潜力。本工作利用CSLM对P11、P22、P913种典型Cr-Mo铁素体耐热钢热影响区连续冷却过程中的相变行为进行了原位表征,研究板条组织的生长特征与相变动力学。结果表明,根据形核位置能量势垒的高低,贝氏体板条依次在原奥氏体晶界、夹杂物、晶粒内部畸变区域、先前的贝氏体板条、晶粒内部的自由表面上形核;同时,依附于原奥氏体晶界和先前贝氏体生长的贝氏体板条以及在原奥氏体晶粒内部呈放射状切变生长的马氏体板条均通过碰撞晶界或其他板条的方式停止生长,并形成交叉互锁的结构。随着温度的降低,粗晶热影响区中板条的生长速率明显高于细晶热影响区,这主要归因于过冷度的增加和原奥氏体晶粒尺寸的增大。

关键词：铁素体耐热钢热影响区固态相变原位观察高温激光扫描共聚焦显微镜