氨浸渣和钼酸钙工业废渣冶炼钼铁的试验研究

发布时间：2017-09-26 23:11

  本文关键词：氨浸渣和钼酸钙工业废渣冶炼钼铁的试验研究

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【摘要】：钼是钢铁工业重要合金元素之一,世界钼的总消费量的80%用于钢铁工业合金添加剂。钢中加入钼可以提高钢的强度和韧性(特别是高温性能),改善钢件的淬透性和淬硬性。钼加入钢铁时,通常以钼铁、氧化钼块、钼酸钙等形式添加,尤以钼铁形式最为常见。本文利用两种含钼工业废渣钼酸钙和氨浸渣为主要原料,配入氧化钼,以焦炭和兰炭为还原剂进行钼铁熔炼实验得到钼铁合金,从而回收两种含钼工业废渣中的Mo元素。实验主要研究内容包括对钼铁熔炼实验各原料的配比关系、温度(保温时间和熔炼温度)对钼铁熔炼实验的影响,以及使用兰炭做还原剂的替代比例和粒度大小对钼铁熔炼的影响进行了研究。通过以上的实验研究得到了以下结论:(1)经过实验可以得出在冶炼温度为1500℃,保温时间20min时,熔炼60钼铁的原料配比:当工业氧化钼质量占总原料质量的24%~40%,钼酸钙质量占总原料质量的16%~20%,氨浸渣质量占总原料质量的比例不超过6%时,钼铁熔炼实验能够达到较好的效果。(2)熔炼温度在1500℃~1525℃范围内熔炼效果达到最佳。此时S、P等各杂质元素都会随着熔炼温度的升高而呈下降趋势,Cu与之相反,Si基本不随熔炼温度的变化而改变,C元素含量在1450℃至1500摄氏度范围内呈下降趋势,在1500℃至1550℃呈上升趋势,在1500℃的含量达到最低,为0.72%。钼铁合金中Mo的回收率在1525℃时达到最高,为94.7%。(3)保温时间在20min时,钼铁熔炼效果达到最佳。此时,钼铁合金中S、Si元素的含量都呈降低的趋势;Cu元素的含量呈略微上升趋势;P元素含量不随保温时间的变化而变化;C元素含量在保温时间为10min~20min范围内呈下降趋势,而后又呈上升趋势,在保温时间为20min时达到最低为0.72%。(4)兰炭完全可以代替部分甚至全部焦炭作为钼铁熔炼实验的还原剂。C、S元素的含量会随着兰炭替代比例的增加而降低,P、S元素的含量并没有表现出明显的变化趋势。Mo元素回收率有缓慢下降趋势,从98.11%降低到96.45%。(5)钼铁熔炼实验对还原剂粒度的要求有较高要求,还原剂的粒度既不能过粗,也不能过细。兰炭粒度对钼铁合金中各杂质元素含量影响不大,但是当兰炭粒度在5~1.25mm范围内时,钼铁合金中Mo回收率最高,达到97.34%。
【关键词】：钼酸钙 氨浸渣 钼铁 熔炼 还原剂
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705;TF643
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 前言10-22
• 1.1 钼的性质及其用途10-12
• 1.1.1 钼元素的物理化学性质10-11
• 1.1.2 钼及钼产品的用途11-12
• 1.2 钼资源的分布与开发12-14
• 1.2.1 国外钼资源分布与开发13-14
• 1.2.2 国内钼资源分布与开发14
• 1.3 钼酸钙和氨浸渣两种废渣的回收利用14-16
• 1.3.1 钼酸钙的回收利用14-15
• 1.3.2 氨浸渣的回收利用15-16
• 1.4 钼铁及其生产方法16-19
• 1.4.1 碳还原法17-18
• 1.4.2 铝热法18-19
• 1.5 课题研究意义及研究内容19-22
• 1.5.1 课题研究意义19-20
• 1.5.2 课题研究内容20-22
• 2 钼铁冶炼工艺原理研究22-34
• 2.1 钼氧化物的还原理论基础22-23
• 2.2 钼化合物的还原理论基础23-25
• 2.2.1 CaMo O4的还原理论基础23-24
• 2.2.2 钼酸铵的还原理论基础24-25
• 2.3 C的气化反应和渗碳反应25-27
• 2.3.1 C的气化反应25-26
• 2.3.2 渗碳反应26-27
• 2.4 脱硫反应27-29
• 2.5 脱氧反应29-32
• 2.5.1 使用铝粉进行脱氧反应29-31
• 2.5.2 使用硅铁进行脱氧反应31-32
• 2.6 氧化钼的挥发32-34
• 3 熔炼实验原材料和方法34-42
• 3.1 实验原料34-36
• 3.1.1 两种含钼工业废渣34-35
• 3.1.2 还原剂35
• 3.1.3 其他原料35-36
• 3.2 实验设备36-37
• 3.3 实验方法37-38
• 3.4 实验配料计算38-42
• 3.4.1 计算条件38
• 3.4.2 配料计算38-42
• 4 氨浸渣、钼酸钙原料配比对熔炼钼铁实验的结果与讨论42-46
• 4.1 熔炼FeMo60原料配比的探索性实验研究42-43
• 4.1.1 实验过程42
• 4.1.2 实验结果42-43
• 4.1.3 实验结果分析43
• 4.2 熔炼FeMo60原料配比的实验研究43-45
• 4.2.1 实验过程43-44
• 4.2.2 实验结果44
• 4.2.3 实验分析44-45
• 4.3 小结45-46
• 5 温度对钼铁熔炼实验的结果与讨论46-62
• 5.1 温度对Mo回收率的影响46-51
• 5.1.1 熔炼温度对Mo回收率的影响46-49
• 5.1.2 保温时间对Mo回收率的影响49-51
• 5.2 温度对合金中杂质元素含量的影响51-60
• 5.2.1 熔炼温度对合金中杂质元素的影响52-56
• 5.2.2 保温时间对合金中杂质元素的影响56-60
• 5.3 小结60-62
• 6 还原剂对熔炼实验的结果与讨论62-74
• 6.1 兰炭替代比例对钼铁熔炼实验的影响62-66
• 6.1.1 兰炭替代比例对钼铁中各元素含量的影响63-65
• 6.1.2 兰炭替代比例对渣铁比的影响65
• 6.1.3 兰炭替代比例对Mo元素回收率的影响65-66
• 6.2 兰炭粒度对钼铁熔炼实验的影响66-71
• 6.2.1 兰炭粒度对钼铁中各元素的影响67-69
• 6.2.2 兰炭粒度对Mo元素回收率的影响69-70
• 6.2.3 兰炭粒度对渣铁比的影响70-71
• 6.3 小结71-74
• 7 结论74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 研究生阶段发表论文82

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本文编号：926263