检索结果-南通市图书馆

钢铁研究学报 2022年第8期34卷 740-748页

作者：杨双平王玉萍高文彬杨鑫李江菡西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

试验以锰品位27.7%,铁品位18.1%的低锰高铁矿为研究对象还原制备富锰渣,生产得到的富锰渣可用于冶炼硅锰合金,以达到高效利用低品位锰矿的目的。根据该矿的成分分析、XRD分析和粒度检测分析结果,采用还原-熔分法对低锰矿进行还原制备富... 详细信息

试验以锰品位27.7%,铁品位18.1%的低锰高铁矿为研究对象还原制备富锰渣,生产得到的富锰渣可用于冶炼硅锰合金,以达到高效利用低品位锰矿的目的。根据该矿的成分分析、XRD分析和粒度检测分析结果,采用还原-熔分法对低锰矿进行还原制备富锰渣试验,试验结果表明:单因素试验下各参数对低锰高铁矿的还原-熔分后渣中Mn、Fe元素的含量和Mn元素的回收率均有较大影响,同时结合Box-Behnke原理设计方案,选取温度、碱度以及配碳量3个试验因素,通过响应曲面法研究各因素交互作用下对Mn元素回收率的影响规律,对试验因素进行优化分析,建立相应的多项式模型。模拟优化得到最优的工艺条件为:还原温度1402℃,碱度0.10,配碳量10.04%,Mn元素回收率为97%。在最佳条件下做验证试验得出Mn元素回收率为95.80%,误差1.24%,证明响应曲面法预测模型具有可靠性,同时对低锰高铁矿的应用有重要指导意义。

关键词：低锰高铁矿富锰渣还原熔分响应曲面法 Mn回收率

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

低锰高铁矿还原制备富锰渣及高效利用研究

低锰高铁矿还原制备富锰渣及高效利用研究

引用

作者：杨鑫西安建筑科技大学

学位级别：硕士

锰资源在全球各国都有举足轻重的地位,其90%用于钢铁领域。富锰渣是通过高炉或电炉冶炼,将锰元素富集在渣中而得到的中间产品,其通常呈浅绿色块状,在冶炼硅锰合金时可以起到调整Mn/Fe和P/Mn的作用,锰系合金也是铁合金领域不可缺少的一... 详细信息

锰资源在全球各国都有举足轻重的地位,其90%用于钢铁领域。富锰渣是通过高炉或电炉冶炼,将锰元素富集在渣中而得到的中间产品,其通常呈浅绿色块状,在冶炼硅锰合金时可以起到调整Mn/Fe和P/Mn的作用,锰系合金也是铁合金领域不可缺少的一部分。随着全球富锰矿资源日趋减少,世界各国针对低品位锰矿普遍采用通过生产富锰渣进行富集处理,达到高效利用低品位锰矿的目的,在我国富锰矿储量极少的情况下也具有重要的现实意义。本文对现存低锰高铁矿的冶炼工艺及其国内外研究现状进行了对比,同时介绍了富锰渣领域的研究进展,发现目前冶炼工艺大都存在工艺流程长、冶炼能耗高、环境污染重等缺点。本论文所用试验原料为科特迪瓦某公司提供的低锰高铁矿,对低锰高铁矿的化学成分及矿物成分进行分析,原料中含有锰元素27.7%,含有铁元素18.1%,Mn/Fe=1.53,属于典型的低锰高铁矿石,并且锰元素多以Mn O和MnO的形式存在。本文研究在低锰高铁矿还原-熔分过程中,用焦炭作还原剂,并且通过改变碱度还原制备富锰渣的理论分析及试验工艺参数。通过计算锰矿还原过程的热力学以及采用Factsage软件的Phase Diagram模块对渣系进行理论计算,同时探索了反应温度、碱度和配碳量三种因素对渣中Mn、Fe质量分数和Mn在渣中回收率的影响规律,最后通过响应曲面法优化试验得出最佳的冶炼工艺参数。通过以上研究得到以下结论:(1)对科特迪瓦低锰高铁矿还原过程的热力学分析计算可以得出:随着还原温度的升高,还原剂焦炭会发生气化反应从而生成一氧化碳,一氧化碳进一步将锰元素的氧化物从高价态转变为低价态,当热力学条件以及动力学条件都满足时,高价态的锰氧化物可以被一氧化碳还原成一氧化锰。锰矿在加热状态下会进行自分解过程,当T>1450K时,高价态的锰氧化物转化成Mn O的形式存在。在还原气氛条件下,锰氧化物从高价态向低价态转变的热力学条件均能够得到满足,且与锰矿自分解反应相比,转变温度均有所降低,得出焦炭作为还原剂可以明显改善锰氧化物发生还原反应的热力学条件。另外,热力学分析表明,在铁氧化物被充分还原的情况下,Mn元素进入炉渣中,达到富集锰元素的目的。同时通过Factsage软件的Equilib模块模拟得出渣系的理论熔点在1366.84℃。(2)单因素试验表明,反应温度、碱度以及配碳量均对锰矿还原-熔分过程有不同程度的影响。在本试验的温度范围内,升高温度有利于锰元素在渣中的富集程度,且当温度为1400℃时,Mn元素在渣相中回收率达到最大值,同时,试验过程中还可以发现升高温度有利于渣铁分离,因此应在保证渣铁分离良好的前提下尽量选取较低的反应温度。在锰矿还原熔分过程中,升高碱度有利于锰元素在渣中的富集程度,从而改善富锰渣的品位。当配碳量处于10%～15%范围内时,渣中Mn的质量分数及Mn元素在渣中的回收率均取得较大值。同时配碳量过低会导致Fe还原不充分,过高则会使Mn回收率下降及渣铁分离变差。(3)基于Box-Behnken理论确定了响应曲面试验方案,通过对响应曲面法优化试验建立的锰元素回收率多元二次回归方程进行数据拟合后,结论显示,三种因素影响炉渣中锰元素回收率的显著性大小分别为:反应温度>配碳量>碱度。通过响应曲面优化试验得到的最佳理论冶炼数据为:还原温度1402.36℃,碱度0.10,配碳量10.04%。由于实际试验过程条件的限制,将最佳理论工艺参数确定为:还原温度1402℃,碱度R=0.10,配碳量10%,在此参数水平下进行验证性试验,得到Mn元素回收率的平均值为93.13%,与模拟结果误差较小,说明模型可靠,并且可以获得锰含量为40%以上的合格的富锰渣。

关键词：低锰高铁矿富锰渣选择性还原 Factsage软件响应曲面法

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：