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白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的迁移行为

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白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的迁移行为

作者：陈衍彪内蒙古科技大学

学位级别：硕士

我国高磷铁矿资源丰富,但磷含量较高不仅增加了炼钢脱磷负荷和成本,且严重制约了钢渣资源的循环使用,使其无法充分利用。传统的脱磷方法未能实现大规模工业化应用,脱磷技术一直是困扰国内外科研工作者的难题。本文基于前期白云鄂博矿磷... 详细信息

我国高磷铁矿资源丰富,但磷含量较高不仅增加了炼钢脱磷负荷和成本,且严重制约了钢渣资源的循环使用,使其无法充分利用。传统的脱磷方法未能实现大规模工业化应用,脱磷技术一直是困扰国内外科研工作者的难题。本文基于前期白云鄂博矿磷的赋存状态及白云鄂博矿预还原烧结工艺对脱磷影响的研究,围绕铁精矿预还原烧结气化脱磷工艺,深入研究预还原烧结过程磷的迁移行为及烧结料层各带温度压力分布规律,为预还原烧结脱磷提供数据支持。为优化铁精矿预还原烧结气化脱磷工艺参数,本文采用Fact Sage热力学计算与真空管式炉实验相结合。在确定合适的脱磷剂种类及其添加量的基础上,优化配碳量和还原温度等参数对脱磷影响。得到预还原烧结脱磷最佳工艺参数为配碳量20%、SiO添加量3%、NaCO添加量1%、烧结温度1050℃时脱磷率31%,金属化率96%;用热力学软件、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM-EDS)对还原机理进行研究,结果表明碳热还原脱磷所需温度较高,气化脱磷率较低。添加纯试剂SiO降低含磷矿物还原温度,同时添加纯试剂NaCO与含磷矿物周围的脉石成分反应打开脉石矿物对含磷矿物包裹,气化脱磷率显著升高;磷的还原是吸热反应,温度升高还原反应充分进行。但温度过高,分子之间无规则运动剧烈,还原物料黏度下降,含磷气体进入金属铁的动力学条件改善,气化脱磷率降低;随配碳量增加,含磷矿物的还原在铁氧化物未被还原完全之前得以进行,气化脱磷率升高。但配碳量过高,还原出的磷气体易进入金属铁中生成Fe P,导致气化脱磷率降低。含磷矿物被还原后部分磷以单质磷的形式进入到铁相中,形成稳定的铁磷化合物,导致气化脱磷率降低。本文以时间渐进的顺序分析预还原烧结过程中磷的迁移规律。结果表明还原时间从20min增加到60min,铁精矿脱磷率由13%提高到31%,原矿脱磷率由25%提高到32%。铁精矿金属化率由92%提高到96%,原矿金属化率由85%提高到96%。随还原时间增加含磷矿物还原充分,含磷气体进入铁相FexP生成。电子探针定量分析结果表明随还原时间从10min增加到50min,C含量由3.654%增加到5.368%,P含量由0.063%增加到0.487%。C和P在铁相中具有相同的表面分布,还原出的P易替代FeC中的C进入铁相。为探明配碳量对烧结料层各带温度压力分布规律的影响,通过微型烧结杯实验,结果表明配碳量由5%增加到20%,烧结时间由37min缩短到30min,料层最高温度由1215℃上升到1342℃。料层传热速率增快,蓄热作用明显。烧结过程时间-温度特性对矿物的形成及组成起到了重要作用,配碳增加,化学反应由固相反应转变为固液气三相反应,矿物粘结性增强,夹生料减少,烧结反应剧烈,液相增加料层透气性变差。烧结过程料层温度分布上升速度趋势和最高温度随配碳量增加而升高,气体流速和透气性改变,因此从料层顶部到底部呈现出不同的温度曲线。通过料层实际温度测定,烧结过程中磷的气化脱除主要集中在燃烧带(700℃-最高温度),烧结矿带(最高温度-表层温度),烧结杯实验中所能达到的最大脱磷率为15%。

关键词：白云鄂博铁精矿预还原烧结气化脱磷磷元素迁移料层温度压力分布

SiO2、Na2CO3对预还原烧结过程中气化脱磷的影响

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钢铁研究学报 2020年第3期32卷 204-211页

作者：赵东张婧罗果萍陈衍彪张翔内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0.08%(质量分数),且磷元素主要以氟磷灰石的形式存在。基于前期白云鄂博矿磷的赋存状态及白云鄂博矿预还原烧结工艺对脱磷影响的研究,同时为了开发利用其他中、高磷铁矿,研究了白云鄂博铁精矿预还原烧结过程... 详细信息

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0.08%(质量分数),且磷元素主要以氟磷灰石的形式存在。基于前期白云鄂博矿磷的赋存状态及白云鄂博矿预还原烧结工艺对脱磷影响的研究,同时为了开发利用其他中、高磷铁矿,研究了白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的气化脱除机制。利用FactSage热力学软件、XRD、SEM-EDS对比分析不同SiO2、Na2CO3添加量对预还原烧结过程中气化脱磷率、金属化率以及物相转变的影响。结果表明:最佳的SiO2、Na2CO3添加量(质量分数)分别为3%、1%,对应的脱磷率为31%,金属化率为96%,实现了预还原烧结过程中磷的有效脱除,进一步明确预还原烧结脱磷机制,为以后中、高磷铁矿脱磷的研究指明了方向。

关键词：铁精矿预还原烧结气化脱磷脱磷剂

脱磷剂对铁精矿预还原烧结过程中气化脱磷的影响

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烧结球团 2018年第6期43卷 43-48页

作者：陈衍彪罗果萍孙晨晨张婧内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区包头014010

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0. 08%,磷主要以氟磷灰石的形式存在。为了探索白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的气化脱除机理,利用Factsage6. 2热力学软件模拟研究了不同脱磷剂对铁精矿预还原烧结过程中气化脱磷的影响,并以热力学计算... 详细信息

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0. 08%,磷主要以氟磷灰石的形式存在。为了探索白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的气化脱除机理,利用Factsage6. 2热力学软件模拟研究了不同脱磷剂对铁精矿预还原烧结过程中气化脱磷的影响,并以热力学计算为基础,采用真空管式电阻炉进行了还原烧结脱磷试验,对烧结产物的磷含量进行了检测。结果表明,碳直接还原烧结脱磷所需温度较高,气化脱磷率较低;配加Si O_2和Na_2CO_3作为辅助脱磷剂,能有效降低碳的还原脱磷温度,使磷的气化脱除率显著升高,在配碳20%、SiO_23%、Na_2CO_31%的条件下,磷的气化脱除率可以达到29%。

关键词：铁精矿预还原烧结脱磷剂气化脱磷

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高炉配加预脱水块矿的炉料软化熔滴性能

钢铁 2023年第4期58卷 21-29页

作者：庞焯刚丁望于原浩王广陈衍彪左海滨北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101

高炉配加天然块矿对降低炼铁工序碳排放具有重要意义,针对澳洲C4澳矿严重爆裂而恶化炉料透气性和软熔性能的问题,对C4澳矿进行预脱水,研究了预脱水前后C4澳矿的爆裂性能和软熔性能,并考察了预脱水C4澳矿配比(质量分数为12%~24%)对混合... 详细信息

高炉配加天然块矿对降低炼铁工序碳排放具有重要意义,针对澳洲C4澳矿严重爆裂而恶化炉料透气性和软熔性能的问题,对C4澳矿进行预脱水,研究了预脱水前后C4澳矿的爆裂性能和软熔性能,并考察了预脱水C4澳矿配比(质量分数为12%~24%)对混合炉料软熔性能的影响。结果表明,随着温度由600℃上升至900℃,天然C4澳矿的爆裂指数由8.05%迅速提高至22.5%,而预脱水C4澳矿的爆裂指数由3.38%提高至7.11%。烧结矿的软化起始温度(t_(10))、滴落温度(td)较高但熔化区间最窄,综合熔滴性能最佳,其次为球团矿和C4澳矿。相较于天然C4澳矿,预脱水C4澳矿的软化起始温度提高82℃,熔化起始温度(t_(s))提高47℃,软化区间(t_(40)-t_(10))和熔化区间(t_(d)-t_(s))分别缩小了26℃和50℃,软熔带向高温区移动,但天然C4澳矿和预脱水C4澳矿的最大压差ΔP_(m)和透气性指数S值均较高,过量配加不利于炉况顺行。相较于76%烧结矿+24%球团矿的炉料结构,配加C4澳矿后炉料软化区间更窄,而熔化区间更宽,ΔP_(m)和S值明显升高。预脱水C4澳矿配加比例(质量分数)由12%增加至18%时,由于渣相减少,并且铁的渗碳更易进行,炉料的软化区间和熔化区间逐渐缩小,软熔带向高温区移动。然而,预脱水C4澳矿配加比例超过18%后,混合炉料整体强度降低,软化和熔化起始温度降低,炉内压差增大。基于目前的原料条件,C4澳矿的适宜配加量为18%左右,高炉使用该炉料结构可减少CO_(2)排放53.82 kg/t。

关键词：块矿炉料结构爆裂性能软化熔滴性能低碳冶炼

新疆阿尔泰造山带伟晶岩型稀有金属矿床成矿作用

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地质学报 2024年第5期98卷 1452-1472页

作者：陈衍景韩金生北京大学造山带与地壳演化重点实验室北京100871 新疆维吾尔自治区人民政府国家305项目办公室新疆乌鲁木齐830000 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074

花岗伟晶岩与稀有金属(Li、Be、Nb、Ta等)矿床关系密切。关于伟晶岩成矿模式、伟晶岩与花岗岩之间的成因关系等,已有大量研究和讨论,但仍然存在争议。新疆阿尔泰是我国著名的伟晶岩及稀有金属矿床集中区,研究资料丰富。本文系统分析了... 详细信息

花岗伟晶岩与稀有金属(Li、Be、Nb、Ta等)矿床关系密切。关于伟晶岩成矿模式、伟晶岩与花岗岩之间的成因关系等,已有大量研究和讨论,但仍然存在争议。新疆阿尔泰是我国著名的伟晶岩及稀有金属矿床集中区,研究资料丰富。本文系统分析了阿尔泰伟晶岩的地质背景与成矿地质特征,阐明阿尔泰造山带伟晶岩与花岗岩存在3种关系:(1)缺乏成因联系,伟晶岩可能为变质脱水熔融形成的独立伟晶岩;(2)可能为“兄弟关系”;(3)可能为“母子关系”,共同构成花岗岩-伟晶岩成岩成矿系统。作者提出一个包含多种成因伟晶岩的成岩成矿构造模式,可能在矿带、矿田、矿床尺度上都适用。阿尔泰造山带稀有金属伟晶岩成矿省的形成受到古生代地层的控制。阿尔泰造山带处于典型的幔坡带,为长期活跃的构造活动带,极易受到外部构造域的干扰,在晚三叠纪受到特提斯构造域的一系列陆块向北漂移并拼贴到欧亚大陆南缘的远程效应影响而发生大规模的稀有金属成矿作用,在侏罗纪,其构造活动及成岩成矿作用则受新特提斯构造域和蒙古-鄂霍茨克洋构造域地质作用的远程效应共同影响。

关键词：稀有金属伟晶岩花岗岩阿尔泰造山带伟晶岩成岩成矿构造模式远程效应

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烧结返矿分布及形成机理研究

江西冶金 2021年第5期41卷 1-7页

作者：于原浩陈衍彪刘燊辉左海滨北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

烧结料层不同位置、反应条件不同造成烧结矿质量差异,通过对烧结台车不同位置烧结矿进行取样,测试不同位置烧结矿的冶金性能及返矿率,并对不同位置烧结矿微观结构进行分析,探究烧结饼内返矿的分布状况及产生机理。结果表明:沿料层高度... 详细信息

烧结料层不同位置、反应条件不同造成烧结矿质量差异,通过对烧结台车不同位置烧结矿进行取样,测试不同位置烧结矿的冶金性能及返矿率,并对不同位置烧结矿微观结构进行分析,探究烧结饼内返矿的分布状况及产生机理。结果表明:沿料层高度方向由上至下烧结矿最终还原度逐渐降低,低温还原粉化指数降低。烧结返矿大部分在烧结料层上部和靠近挡板的边缘产生,只有少部分在中部和下部形成。料层上部烧结矿黏结相主要为铁橄榄石和少量粒状铁酸钙,强度差,返矿率较高,料层中下部黏结相主要以针状铁酸钙和板条状铁酸钙为主,整体矿化较好,返矿率较低。

关键词：烧结矿冶金性能返矿分布矿相组成

数据资源投资中动态能力的演化路径探析——基于实物期权逻辑和资源编排理论的双重视角

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南开管理评论 2024年

作者：罗海贝陈衍泰中国计量大学现代科技学院浙江工业大学管理学院浙江工商大学数字创新与全球价值链升级研究中心

数据资源已被广泛视为重要的战略资源，然而，许多企业对于数据资源投资能否真正增强竞争力和提升业绩仍然存在疑虑。在此背景下，如何通过数据资源投资发展动态能力以在激烈的市场竞争中创造价值，成为学界和业界共同关注的重要议题。... 详细信息

数据资源已被广泛视为重要的战略资源，然而，许多企业对于数据资源投资能否真正增强竞争力和提升业绩仍然存在疑虑。在此背景下，如何通过数据资源投资发展动态能力以在激烈的市场竞争中创造价值，成为学界和业界共同关注的重要议题。本文通过对华数传媒进行探索性单案例研究，详细考察了其数据资源投资的过程和结果。研究发现，数据资源投资过程可以分为三个阶段：数据获取与积累阶段、数据整合与共享阶段以及数据应用与创新阶段。在不同的数据资源投资阶段中，实物期权逻辑视角下的高管认知和资源编排理论视角下的组织行为表现出不同的特征，共同影响动态能力的演化路径。本文将这一演化路径概括为“实物期权视角下的认知觉醒—资源编排理论下的行动革新—动态能力的跃迁升华”的迭代更新机制，在这一过程中，实现了“数据驱动的感知能力—数据驱动的获取能力—数据驱动的重构能力”三个动态能力维度的持续演进。通过这一框架，不仅丰富了大数据情境下企业动态能力演化的理论，也为企业的数据资源投资和公共部门数字基础建设提供了实践启示。

关键词：数据资源投资动态能力演化实物期权逻辑资源编排理论案例研究

顶层设计，还是自然生长？——数字资源编排方向的前因组态研究

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科学学与科学技术管理 2024年第9期 35-51页

作者：赖晓烜陈衍泰范彦成浙江工业大学管理学院浙江工商大学管理学院浙江财经大学经济学院

如何通过资源编排行动促进多维数字能力间的构建协同，是企业取得数字化转型高绩效的重要基础。资源编排视角有利于揭示多维数字能力间协同与耦合的过程，发现组织选择自上而下的顶层设计，还是自下而上的自然生长策略的决策逻辑。囿于... 详细信息

如何通过资源编排行动促进多维数字能力间的构建协同，是企业取得数字化转型高绩效的重要基础。资源编排视角有利于揭示多维数字能力间协同与耦合的过程，发现组织选择自上而下的顶层设计，还是自下而上的自然生长策略的决策逻辑。囿于现有研究在多维数字能力间均质线性与和谐耦合的假设，未能充分解释多维数字能力在冲突中非线性的发展现象；资源编排的对称式前因研究，也难以揭示多前因共存依赖下差异化发展路径的机理及演化规律。研究采用“环境—组织—注意力”的研究框架，选取浙江省“未来工厂”中分属不同转型阶段的96家企业，运用基于时间序列定性比较分析的方法探讨了数字化转型中怎样的前因组合能促进多维数字能力的构建协同，以实现高绩效数字化转型。研究发现：（1）单因素不构成高绩效的必要条件，多样化组态构成多条非对称高（非高）绩效路径；（2）各前因要素在各阶段演化呈现规律性特征；（3）编排方向呈现从“自下而上”启始，双向分化后趋于“双向流”汇聚的发展趋势。

关键词：数字化转型多维数字能力资源编排方向注意力结构组态演化

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高磷铁矿生物质烧结过程中磷的气化行为

山西冶金 2023年第11期46卷 3-8页

作者：索延帅胡启晨郭豪段国建左海滨陈衍彪中冶京诚工程技术有限公司北京100176 钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

基于我国高磷铁矿资源丰富,但由于其较高的磷含量及复杂的矿相结构难以选别,导致其未能充分利用,提出了生物质烧结过程中进行磷的气化脱除方法,研究了不同还原条件下磷的还原行为。结果表明在木炭配加比例为30%,碱度为0.5,还原时间为60 ... 详细信息

基于我国高磷铁矿资源丰富,但由于其较高的磷含量及复杂的矿相结构难以选别,导致其未能充分利用,提出了生物质烧结过程中进行磷的气化脱除方法,研究了不同还原条件下磷的还原行为。结果表明在木炭配加比例为30%,碱度为0.5,还原时间为60 min时,得到了磷气化脱除的最佳工艺条件,相应的脱磷率为27.12%。与全焦粉相比,添加木炭替代部分焦粉能促进磷灰石的还原,提高气化脱磷率。随着碱度的降低和还原时间的增加,金属铁和磷灰石被还原完全,还原过程中存在着铁和磷的选择性还原,铁氧化物优先于磷灰石的还原,部分磷气体进入金属铁中形成磷化铁。因此,还原过程尽量避免液相铁生成是提高脱磷率的关键。

关键词：生物质烧结气化脱磷木炭配比碱度还原时间