气基还原白云鄂博含铌铁矿过程硫的去除实验研究

发布时间：2020-05-28 00:43

【摘要】：目前，我国钢铁生产快速发展，合金钢对金属铌及其化合物的需求量也随之增加。然而我国对已有金属铌的提取利用率远不能满足国民经济发展的需要。而且，现有的富铌渣中大多含有害元素，如S、P、C、Si等元素，从而在一定程度上限制了铌铁冶炼的进一步发展。针对此问题，为得到更纯净的富铌渣，实现包头白云鄂博特殊矿的铌铁资源的综合利用，本文对白云鄂博含铌铁矿粉进行了气基直接还原—渣金分离实验，研究了硫在不同条件下（氢气流量、还原时间、还原温度）的气基还原过程中的迁移行为，以及矿粉还原后的残余硫在渣金分离过程中的迁移行为；在富铌渣中硫含量最低的情况下，考察了铁的金属化率、富铌渣中铌的收得率、富铌渣中硫的含量。本论文的研究工作和成果主要包括以下内容：热力学研究。为了解气基还原反应过程中各反应的可能性及进行的程度，对含铌铁矿粉通入氢气的还原反应过程进行热力学分析，判断各个反应的难易程度。通过分析可知，在本实验条件下（850℃~1050℃），含铌铁矿粉中以FeS2为主要存在形式的硫在还原过程中被还原成产物H2S形式去除，或者先分解出中间产物FeS和S2，后FeS较易被进一步还原成H2S去除；微量形式存在于铁矿粉中的CaSO4较易与H2反应生成CaS，不能气化去除。气基还原实验。实验研究了本实验条件下还原温度、还原时间、还原气体流量对气化脱硫率的影响规律，得到在先前研究成果金属化率最佳条件：还原温度（950℃）和还原时间（2h）情况下，随单位时间氢气量增加气化脱硫率呈先上升后下降的趋势，当氢气流量在60L/h时，含铌铁矿粉的气化脱硫率最高，达到95.91%；在氢气流量（60L/h）和还原温度（950℃）一定时，气化脱硫率随还原时间的增加呈升高趋势，反应时间从1.5h提高到2h含铌铁矿粉中硫的气化去除率提高明显，当还原时间达2h时，含铌铁矿粉的气化脱硫率达到95.91%，继续增加还原时间，从2h增加到3h，含铌铁矿粉的气化脱硫率仅仅增加了1.62%；在氢气流量（60L/h）和还原时间（2h）一定时，随着还原温度的增加，含铌铁矿粉的气化脱硫率呈先增加后减少的趋势，气化脱硫率在还原温度为950℃时最高，达到95.91%。渣金分离实验。通过实验测得最佳渣金分离条件为熔分温度1550℃、熔分时间25min、升温速度14℃/min，在此条件下对还原后的含铌铁矿粉进行真空熔分处理，实验发现，真空熔分过程具有一定的脱硫能力，脱硫率与熔分前物料中剩余硫含量有关，即熔分过程脱硫率随还原过程气化脱硫率的增加（减少）而减少（增加）。在还原过程气化脱硫率最高时，，熔分脱硫率为3.88%，此时总脱硫率最高，达到99.79%，铁的金属化率达96.80%，铌收得率达94.55%以上，富铌渣中的硫低于0.043%。
【图文】：

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【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF046;TF513

【参考文献】