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煤基直接还原技术处理钛中矿富集钛资源研究

中国有色冶金 2022年第4期51卷 129-134页

作者：邹敏王琪琳江文世西昌学院理学院四川西昌615013

钒钛磁铁矿选别产物中的钛中矿含有28%~36%TiO,采用煤基直接还原技术处理钛中矿可以实现钛资源的富集。本文通过煤基直接还原试验,考察了还原温度、还原时间、配碳比、原料粒度等参数对非磁性产物中TiO含量的影响;通过磁选试验考察了磁... 详细信息

钒钛磁铁矿选别产物中的钛中矿含有28%~36%TiO,采用煤基直接还原技术处理钛中矿可以实现钛资源的富集。本文通过煤基直接还原试验,考察了还原温度、还原时间、配碳比、原料粒度等参数对非磁性产物中TiO含量的影响;通过磁选试验考察了磁场强度和非磁性产物粒度等因素对产品中TiO含量和回收率的影响。得出的结论如下:煤基直接还原过程较佳工艺参数为黏结剂添加量3%、成型压力15 MPa、还原温度1350℃、还原时间45 min、原矿粒度180~200目、配碳比n/n=1.1;磁分离过程较佳工艺参数为磁场强度160 mT、还原产物粒度180~200目;在此工艺条件下,可获得TiO含量58.64%的非磁性产物,回收率达63.94%。采用X-射线衍射分析了钛中矿,磁性产物和非磁性产物的物象,结果表明煤基直接还原技术可以将钛中矿中的铁元素还原为单质铁,从而在磁场作用下分离出磁性产物和非磁性产物,实现钛铁分离。

关键词：钒钛磁铁矿钛中矿煤基直接还原磁分离 TiO2含量 TiO2回收率钛铁分离

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不锈钢尘泥球团煤基直接还原动力学

钢铁研究学报 2022年第10期34卷 1067-1077页

作者：潘建段真朱德庆郭正启杨聪聪丑建磊中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

研究了不锈钢尘泥球团在温度分别为1 100、1 150、1 200、1 250℃时的煤基直接还原反应动力学。采用随机成核和随后生长、化学反应控制、相界面反应和n(n=1、2、3、4)维扩散模型及其相应动力学机制函数对反应过程进行拟合,并结合X-射线... 详细信息

研究了不锈钢尘泥球团在温度分别为1 100、1 150、1 200、1 250℃时的煤基直接还原反应动力学。采用随机成核和随后生长、化学反应控制、相界面反应和n(n=1、2、3、4)维扩散模型及其相应动力学机制函数对反应过程进行拟合,并结合X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段对不锈钢尘泥球团煤基直接还原过程的物相组成、显微结构及元素分布进行表征和分析。研究结果表明:反应初期铁氧化物还原速率较快,随后逐渐减慢,当反应至40 min后,反应趋向于平衡。在1 100~1 250℃温度范围内反应遵从随机成核和随后生长及A_(1)(α)=-ln(1-α)机制函数,碳的气化反应和界面化学反应是尘泥球团煤基直接还原反应的限制性环节,该反应活化能E为47.423 kJ/mol,线性相关系数为0.996。

关键词：不锈钢尘泥球团煤基直接还原还原动力学

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煤基直接还原—磁选超微细贫赤铁矿新工艺

中南大学学报（自然科学版） 2008年第6期39卷 1132-1138页

作者：朱德庆翟勇潘建崔瑜唐艳云徐栋梁中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

针对某种超微细粒贫赤铁矿难选的特点,开发了煤基直接还原—磁选新工艺,制备出高品位铁精矿。采用预热团块煤基直接还原工艺制取高金属化率的直接还原团块,经磨矿—磁选,得到高品位高金属化率的铁精矿,从而为开发利用微细粒嵌布复杂低... 详细信息

针对某种超微细粒贫赤铁矿难选的特点,开发了煤基直接还原—磁选新工艺,制备出高品位铁精矿。采用预热团块煤基直接还原工艺制取高金属化率的直接还原团块,经磨矿—磁选,得到高品位高金属化率的铁精矿,从而为开发利用微细粒嵌布复杂低品位铁矿提供了理论依据。通过对还原温度、还原时间及C与Fe质量比等条件的优化,得到金属化率93.72%的还原矿,经三段磨矿—三段磁选得到Fetot为69.54%,金属化率为98.01%,且有害杂质含量少的铁精矿。该工艺所得的高金属化率的铁精矿可直接作为转炉炼钢的原料。

关键词：贫赤铁矿煤基直接还原磁选

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高品位赤铁矿球团煤基直接还原行为研究

高品位赤铁矿球团煤基直接还原行为研究

作者：王名中南大学

学位级别：硕士

赤铁矿作为重要铁矿资源,具有极高的综合利用价值,以其氧化球团为原料,通过煤基直接还原工艺得到直接还原铁,可作为电炉炼钢的优质原料,同时促进赤铁矿资源利用,本文对不同赤铁矿氧化球团进行了煤基直接还原行为及机理研究。高品位赤铁... 详细信息

赤铁矿作为重要铁矿资源,具有极高的综合利用价值,以其氧化球团为原料,通过煤基直接还原工艺得到直接还原铁,可作为电炉炼钢的优质原料,同时促进赤铁矿资源利用,本文对不同赤铁矿氧化球团进行了煤基直接还原行为及机理研究。高品位赤铁矿氧化球团煤基直接还原行为研究表明:P0球团在恒温还原下膨胀率高达46.4%,属于灾难性膨胀,P0.2此时为35.7%,为异常膨胀,二者还原膨胀率变化趋势与Fe O含量的变化趋势相对应;优化还原温度、还原时间、C/Fe质量比对还原球团的还原效果有所改善;三种分段还原方式对于赤铁矿球团的还原由改善效果,其中分段加煤同时分段升温还原的方式效果最好。最适宜的还原条件为:0.2碱度,还原温度1050℃、还原时间120min、C/Fe质量比1.6,采用分段加煤同时分段升温的还原方式,得到金属化率94.85%、抗压强度545N/个的金属化球团,还原膨胀率由46.4%降低到15.4%。高品位赤铁矿氧化球团煤基直接还原机理研究表明:P0与P0.2矿的还原过程均符合随机成核和随后生长(n=1)机理,其中P0球团表观活化能为75.645k J·mol,P0.2为87.067k J·mol;P0.2氧化球团内有铁酸钙,其球团孔隙率低于P0球团,还原性也低于铁氧化物,因此P0.2球团整体的还原性比P0球团差,表现为:还原20min时,P0球团内赤铁矿基本消失,金属铁晶粒开始出现,有大量的亚铁生成,P0.2球团还原至10min时,还存在铁氧化物,还原至20min时还有较多赤铁矿物相,与前面的还原行为相互对应。回转窑煤基直接还原扩大试验研究表明:在还原温度1050℃,还原时间120min,脱硫剂石灰石添加量4%,回转窑填充率20%,加煤制度为:C/Fe质量比为0.65(煤矿质量比为0.8),先将三分之一还原煤与球团矿一起加入随炉升温,温度稳定后将剩余的三分之二还原煤加入,期间时间间隔为10min。所制备出的直接还原球团铁品位为93.37%,金属化率为96.62%,硫含量为0.012%,抗压强度为487N/个,磁性粉率仅为2.09%。图59幅,表19个,参考文献93篇。

关键词：赤铁矿氧化球团煤基直接还原还原膨胀率动力学物相组成

高铬型钒钛磁铁精矿煤基直接还原-磁选分离过程中钒和铬的行为（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015年第4期25卷 1325-1333页

作者：赵龙胜王丽娜陈德胜赵宏欣刘亚辉齐涛中国科学院大学北京100049 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程院重点实验室北京100190

高铬型钒钛磁铁精矿的煤基直接还原过程中·V2O3和FeO·Cr2O3的还原行为对其高效综合利用产生决定性的影响。采用XRD、SEM及EDS等手段对直接还原产物进行分析,分别考察碳铁摩尔比和温度对煤基直接还原-磁选分离过程中钒和铬行为的影响... 详细信息

高铬型钒钛磁铁精矿的煤基直接还原过程中·V2O3和FeO·Cr2O3的还原行为对其高效综合利用产生决定性的影响。采用XRD、SEM及EDS等手段对直接还原产物进行分析,分别考察碳铁摩尔比和温度对煤基直接还原-磁选分离过程中钒和铬行为的影响。结果表明:当碳铁摩尔比(n(C)/n(Fe))从0.8增大到1.4时,V和Cr的回收率分别从10.0%和9.6%增大到45.3%和74.3%。当n(C)/n(Fe)为0.8时,在1100~1250°C的温度范围内,V和Cr的回收率始终低于10.0%;而当n(C)/n(Fe)为1.2时,随着温度从1100°C升高到1250°C,V和Cr的回收率分别从17.8%和33.8%增大到42.4%和76.0%。当n(C)/n(Fe)低于0.8时,由于含碳还原剂的量不足,绝大多数FeO·V2O3和FeO·Cr2O3不能被还原成碳化物,且温度(1100~1250°C)对其还原行为的影响甚微。在更高的n(C)/n(Fe)下,由于含碳还原剂的量充足,FeO·V2O3和FeO·Cr2O3的还原率大幅提高,且更高的温度能有效地促进碳化物的生成。新生成的碳化物溶解在γ(FCC)相中,并在磁选过程中与金属铁同时回收。

关键词：高铬型钒钛磁铁精矿煤基直接还原磁选分离还原行为钒铬

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高铬型钒钛磁铁矿煤基直接还原研究

东北大学学报（自然科学版） 2015年第1期36卷 77-80,85页

作者：姜涛徐静关山飞薛向欣东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819

将高铬型钒钛磁铁精矿、还原剂煤粉和黏结剂按一定比例配料、混匀、模压成型后进行直接还原,研究了煤种、碳氧摩尔比(COR)、还原温度、还原时间和添加剂等因素对高铬型钒钛磁铁精矿还原产物金属化率的影响,采用X射线衍射对还原产物进行... 详细信息

将高铬型钒钛磁铁精矿、还原剂煤粉和黏结剂按一定比例配料、混匀、模压成型后进行直接还原,研究了煤种、碳氧摩尔比(COR)、还原温度、还原时间和添加剂等因素对高铬型钒钛磁铁精矿还原产物金属化率的影响,采用X射线衍射对还原产物进行物相分析.结果表明:以无烟煤为还原剂,碳氧摩尔比1.2、还原温度1 350℃、还原时间60 min的条件下,未采用添加剂时产物金属化率最高可达89.80%;在碳氧摩尔比1.2、还原温度1 250℃、保温时间30 min、添加质量分数为3%Ca F2条件下,还原产物金属化率达85.27%,有效降低了还原过程的能耗.还原温度低于1 250℃时,产物主要物相为金属铁,同时还有少量的Fe2O3,Fe3O4,Fe3C,Fe0.5M g0.5Ti2O5和Ti O2;1 300℃时,还原产物中出现Fe2VO4;高于1 350℃时,还原产物中出现了(Fe,Cr)和Ti3O5.

关键词：高铬型钒钛磁铁矿煤基直接还原金属化率添加剂物相分析

煤基直接还原-球磨磁选分离钒钛磁铁精矿中铁的研究

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烧结球团 2016年第2期41卷 58-61页

作者：吕亚男郭宇峰陈栋苏州工业职业技术学院机电工程系江苏苏州215104 中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215101

在添加硼砂的条件下进行了煤基直接还原-球磨磁选分离钒钛磁铁精矿中铁和钒钛的研究。试验中分别考查了还原温度、还原时间、磨矿细度和磁场强度对钒钛磁铁精矿的还原磨选行为的影响。结果表明,在1 050℃下还原100 min,磨矿细度为-0.045... 详细信息

在添加硼砂的条件下进行了煤基直接还原-球磨磁选分离钒钛磁铁精矿中铁和钒钛的研究。试验中分别考查了还原温度、还原时间、磨矿细度和磁场强度对钒钛磁铁精矿的还原磨选行为的影响。结果表明,在1 050℃下还原100 min,磨矿细度为-0.045 mm占84.88%以及磁场强度800 Gs时,钒钛磁铁精矿通过还原-球磨磁选后获得的铁精粉品位高达90.32%,铁回收率达到95.20%,可用于电炉炼钢;其尾矿为富钒钛料,可用于钒钛回收利用。

关键词：钒钛磁铁精矿煤基直接还原球磨磁选分离

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氧化球团微波加热煤基直接还原过程微观机制

钢铁研究学报 2016年第10期28卷 43-49页

作者：胡兵黄柱成王兆才孙英中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410007 国家烧结球团装备系统工程技术研究中心湖南长沙410205 中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

为了解决常规加热煤基直接还原的反应时间长、还原温度高、产品质量差等问题,基于微波加热特性结合直接还原理论提出了采用微波加热进行氧化球团煤基直接还原的新工艺。通过采用扫描电镜、能谱分析仪和显微硬度计等检测手段对常规加热... 详细信息

为了解决常规加热煤基直接还原的反应时间长、还原温度高、产品质量差等问题,基于微波加热特性结合直接还原理论提出了采用微波加热进行氧化球团煤基直接还原的新工艺。通过采用扫描电镜、能谱分析仪和显微硬度计等检测手段对常规加热和微波加热煤基直接还原过程进行了深入研究,探究氧化球团微波加热煤基直接还原过程微观机制。研究结果表明,微波加热不仅改变了球团矿的微观结构和能量分配,而且在某种程度上表现出微波加热的"非热效应",常规加热时,在还原温度1050℃下还原150min,球团金属化率仅为89.38%;氧化球团煤基直接还原过程采用微波加热,从室温上升到1050℃后再等温14min,球团金属化率达到92.67%。

关键词：氧化球团微波加热煤基直接还原金属铁连晶

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含铌铁精矿煤基直接还原过程中铌的行为研究

稀有金属 2011年第5期35卷 731-735页

作者：蒋曼孙体昌寇珏及亚娜许言北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

以含铌铁精矿为研究对象,采用固态煤作还原剂还原焙烧,再经磁选得到还原铁产品。在不同焙烧温度、还原剂用量、助熔剂用量条件下,分别以褐煤和无烟煤为还原剂,研究了各因素对直接还原焙烧-磁选结果的影响,考察焙烧过程中铌分别在渣相和... 详细信息

以含铌铁精矿为研究对象,采用固态煤作还原剂还原焙烧,再经磁选得到还原铁产品。在不同焙烧温度、还原剂用量、助熔剂用量条件下,分别以褐煤和无烟煤为还原剂,研究了各因素对直接还原焙烧-磁选结果的影响,考察焙烧过程中铌分别在渣相和金属相中的分布。试验结果表明,1200℃时80%的铌矿物进入尾矿中;而1300℃时添加助熔剂TS2用量10%条件下,90%铌矿物在直接还原焙烧-磁选得到还原铁产品中富集。

关键词：煤基直接还原含铌铁精矿铌分布