镍铬复合烧结矿的制备与还原分离行为研究

发布时间：2021-04-02 05:29

　　近年来,随着经济发展,对于不锈钢的需求也是与日俱增,然而我国镍、铬资源严重短缺,每年都需要从国外大量进口红土镍矿和铬铁矿,资源对外依存度高。随着优质高品位矿的消耗,品位低的红土矿和价格低廉的铬铁粉矿成为当下镍铁、铬铁合金冶炼的主要原料。我国要实现钢铁大国向钢铁强国的转变,应对激烈的不锈钢市场竞争。如何利用这些低品位的矿石,降低生产成本,成为提高企业竞争力的关键因素。针对目前整个不锈钢冶炼工序复杂,流程长和工艺重复的问题,本文提出采用复合烧结-小高炉冶炼直接生产不锈钢母液的紧凑型工艺利用低品位镍铬资源。该方法采用新的烧结、冶炼整合方案,将原来的镍铁、铬铁合金生产以及混合冶炼制钢的三条生产线合并为一条紧凑型的生产流程,达到以简化奥氏体不锈钢的生产线和工艺流程、减少能耗、降低成本的目的。本文围绕这一短流程中的关键技术环节：复合烧结、熔融还原,开展了系统的理论研究和实验分析。首先,从原料基础性质入手,考虑添加铬铁矿混合烧结,并对镍铬复合矿的制备进行实验研究。原料分析表明：红土镍矿与铬铁矿单独烧结均存在能耗高、烧结矿质量差等问题。原因在于,红土矿烧结过程中水分的脱除需要较多的热量,水分脱除后烧结... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 不锈钢的发展及市场前景
    1.2 不锈钢中镍、铬的作用及需求
    1.3 镍矿与铬铁矿资源概况
        1.3.1 镍资源及利用
        1.3.2 铬资源及利用
    1.4 不锈钢母液制备工艺
        1.4.1 电弧炉法
        1.4.2 转炉型熔融还原法
        1.4.3 高炉冶炼含铬铁水
    1.5 课题意义及内容
2 复合矿烧结工艺优化及固结机理研究
    2.1 原料物理化学性质
        2.1.1 原料化学成分
        2.1.2 粒度分析
        2.1.3 表面形貌
        2.1.4 XRD分析
        2.1.5 热分析
    2.2 实验方法与实验装置
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 不同加水量条件下实验结果
        2.3.2 不同配碳量条件下烧结实验结果
        2.3.3 不同碱度条件下烧结实验结果
        2.3.4 不同蛇纹石添加量条件下烧结实验结果
        2.3.5 不同矿石比条件下烧结实验结果
        2.3.6 不同返矿比例条件下烧结实验结果
    2.4 固结机理
        2.4.1 液相理论计算
        2.4.2 矿相结构
    2.5 小结
3 烧结矿还原热力学研究
    3.1 研究方法
    3.2 铬铁矿还原热力学
        3.2.1 铬铁矿碳热还原热力学
        3.2.2 CO还原铬铁矿的热力学
    3.3 炉渣液相线温度及粘度计算
        3.3.1 金属熔点及炉渣液相线温度
        3.3.2 炉渣粘度
    3.4 小结
4 烧结矿还原过程实验研究
    4.1 实验方法与装置
        4.1.1 实验流程
        4.1.2 实验装置
    4.2 不同温度条件下还原结果分析
    4.3 不同熔剂对还原的影响
        4.3.1 CaO对还原的影响
2对还原的影响">        4.3.2 SiO₂对还原的影响
        4.3.3 MgO对还原过程的影响
    4.4 炉渣成分
    4.5 小结
5 结论
致谢
参考文献
附录
    作者攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国铬铁矿资源现状及可持续供应建议[J]. 李艳军,张剑廷.  金属矿山. 2011(10)
[2]中国铬矿需求情景分析[J]. 郑明贵,赖亮光.  资源与产业. 2011(04)
[3]转炉铬矿熔融还原法冶炼不锈钢母液过程的热力学[J]. 刘岩,姜茂发,许力贤,王德永.  钢铁研究学报. 2011(04)
[4]红土镍矿干燥焙烧过程分析[J]. 赵宙.  有色冶金设计与研究. 2010(06)
[5]红土镍矿处理工艺研究现状与进展[J]. 符剑刚,王晖,凌天鹰,叶红齐.  铁合金. 2009(03)
[6]不锈钢生产技术发展状况概述[J]. 虞海燕,刘春明.  甘肃冶金. 2009(03)
[7]中国铬矿资源形势及其找矿方向[J]. 张建,王登红,付平.  西北地质. 2009(03)
[8]浅谈中国不锈钢产业的现状及可持续发展[J]. 宋丹娜,白艳英,于秀玲.  四川有色金属. 2009(01)
[9]红土矿资源特点和火法冶金工艺分析[J]. 张友平,周渝生,李肇毅,李维国.  铁合金. 2007(06)
[10]关于中国不锈钢产业发展的思考[J]. 胡玉亭.  中国钢铁业. 2007(10)

博士论文
[1]炼铁流程中铁矿石评价体系构建[D]. 吕学伟.重庆大学 2010
[2]竖炉法冶炼不锈钢母液的理论及工艺研究[D]. 李一为.上海大学 2005

硕士论文
[1]氧化镍矿生产球团试验研究[D]. 丁学锁.西安建筑科技大学 2010
[2]红土镍矿焙烧—还原熔炼生产镍铁的研究[D]. 马小波.中南大学 2010
[3]云南元江低品位红土镍矿浸出研究[D]. 符芳铭.中南大学 2009
[4]红土镍矿电炉还原熔炼镍铁合金的研究[D]. 杨慧兰.中南大学 2009
[5]红土镍矿预富集—还原熔炼制取低镍铁合金研究[D]. 徐小锋.中南大学 2007



本文编号：3114681