利用铬渣冶炼特种铬铁的配方优化及机理研究
发布时间：2021-07-03 20:26
本文综述了有钙和无钙生产铬盐工艺的生产状况及废渣处理情况,并简述了我国首家采用无钙焙烧工艺的化工企业在生产铬盐的过程中进行的探索及发现。由于铬渣的危险性,无钙铬渣的处理问题已经成为该厂发展的主要问题之一。虽然该厂已经通过利用兰炭还原无钙铬渣生产含铬铸铁实现了规模化的工业化生产,但是由于在确定工艺初期没有专业的冶炼人员参与其中,造成后期冶炼中存在电耗高、设备故障多及产品成分不稳定的问题。本文通过光谱检测分析、化学分析、XRD分析等方法确定了原料的物理化学性质并通过小型的工业化模拟实验对理论上的配料计算结果进行了验证和优化,最后确定了在80 k VA小型单相电炉上采用40 V电压,利用百分比为铬渣73.1%,兰炭16.0%,硅石6.9%,钙渣4.0%的混合料制成粒度为610 mm的球团料冶炼时效果最佳。为了更好地解决冶炼过程中存在的问题,本文从热力学和动力学的角度分析了冶炼过程基本的反应机理,并通过熔点熔速测试分析、热重实验测试分析、矿相显微镜观察分析、X射线衍射测定分析、扫描电镜观察分析等实验研究方法分析验证了其基本的冶炼机理。研究结果表明:在冶炼过程中与还原剂兰炭...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 工业废渣处理情况简述
1.1.1 工业废渣的分类
1.1.2 工艺废渣的处理方法
1.1.3 铬渣的分类及处理方法
1.1.4 国内外研究进展
1.2 课题背景及意义
1.2.1 企业生产情况
1.2.2 存在的问题
1.3 研究内容
1.3.1 球团料的热力学研究与动力学分析
1.3.2 配方的选择
1.3.3 机理研究
1.4 研究目标
2 实验原料的物理化学性质
2.1 铬渣的化学成分
2.1.1 无钙铬渣的基本成分组成
2.1.2 光谱检测分析结果
2.1.3 化学检测分析结果
2.2 铬渣的物相组成
2.3 钒渣和兰炭的成分分析
2.3.1 钒渣的化学成分
2.3.2 兰炭的化学成分
2.4 铬渣冶炼的物料平衡计算
2.4.1 计算条件
2.4.2 配料计算
2.4.3 炉料组成
2.5 本章小结
3 冶炼含铬铸铁的热力学动力学简析
3.1 含铬铸铁冶炼过程中的还原次序分析
3.2 含铬铸铁冶炼过程热力学简析
3.2.1 固体碳直接还原铁氧化物的热力学分析
3.2.2 铁氧化物的还原过程
3.2.3 固体碳直接还原铬氧化物的热力学分析
3.2.4 铬氧化物的还原过程
3.2.5 实际生产中的铬氧化物还原过程
3.3 含铬铸铁冶炼过程动力学简析
3.3.1 气-固相反应
3.3.2 固-固相反应
3.3.3 液-固相反应
3.4 本章小结
4 原料配比优化研究
4.1 实验基础
4.1.1 冶炼流程
4.1.2 实验设备
4.1.3 实验材料
4.1.4 实验步骤
4.2 冶炼电压的选择
4.2.1 实验方案
4.2.2 结果分析
4.3 冶炼粒度的选择
4.3.1 实验方案
4.3.2 结果分析
4.4 冶炼配方的选择
4.4.1 实验方案
4.4.2 结果分析
4.5 实验结果讨论
4.6 本章小结
5 冶炼优化及机理研究
5.1 熔点测试
5.1.1 实验目的
5.1.2 实验设备
5.1.3 实验流程
5.1.4 实验结果
5.2 热重分析
5.2.1 实验目的
5.2.2 TG-DSC综合热分析法基本原理
5.2.3 实验流程
5.2.4 实验结果
5.3 冶炼实验
5.3.1 实验目的
5.3.2 实验设备
5.3.3 实验流程
5.3.4 实验产物处理
5.4 X射线衍射分析
5.4.1 实验目的
5.4.2 XRD分析的工作原理
5.4.3 实验数据
5.4.4 小结
5.5 矿相分析
5.5.1 实验目的
5.5.2 矿相显微镜的工作原理
5.5.3 试样制作
5.5.4 实验数据
5.5.5 实验结论
5.6 扫描电镜-能谱分析
5.6.1 实验目的
5.6.2 扫描电镜-能谱仪的工作原理
5.6.3 实验流程及试样制备
5.6.4 实验数据及分析
5.6.5 实验结论
5.7 本章小结
6 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]化工废渣污染现状及资源化途径[J]. 张国辉,陈炫. 今日科苑. 2015(11)
[2]浅谈煤炭挥发分测定的影响因素[J]. 刘亚丹,刘蕊,徐美娜. 煤质技术. 2015(03)
[3]利用光学显微镜进行烧结矿矿相的分析[J]. 王航民. 理化检验(物理分册). 2015(05)
[4]焙烧-浸出-磁选回收铜渣中的铁[J]. 詹保峰,黄自力,杨孽,刘玉飞,焦成鹏. 矿冶工程. 2015(02)
[5]《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）标准中存在问题的讨论和解决方案[J]. 李合义,贾佳,薛婷,王育科,周弛. 资源节约与环保. 2015(01)
[6]铬盐行业转型升级时期环境管理对策[J]. 张波,童莉,周学双. 环境影响评价. 2014(05)
[7]铬盐清洁生产工艺研究进展[J]. 张树龙,张焕祯,王智丽,王茜徵,王红曼. 无机盐工业. 2014(02)
[8]铬盐工业污染防治对策与建议[J]. 陈辉霞,肖清贵,徐红彬,曾亚嫔,张懿. 化工环保. 2013(01)
[9]铝热法制备高钒铝合金的研究[J]. 喇培清,卢学峰,申达,魏玉鹏,王鸿鼎,郭鑫. 粉末冶金技术. 2012(05)
[10]从铬渣中分离、回收铬的研究进展[J]. 李陈君,雷国元. 矿产综合利用. 2012(05)
博士论文
[1]化工危废在燃烧热解过程中氟氯气体的析出和脱除机理的研究[D]. 冯昱恒.浙江大学 2014
[2]钒钛铁精矿转底炉直接还原—电炉熔分工艺与理论研究[D]. 刘松利.重庆大学 2010
硕士论文
[1]钒钛磁铁精矿直接还原—熔分工艺实验研究[D]. 汪剑.西安建筑科技大学 2014
[2]铬盐无钙焙烧工艺中钒、铬的分离富集研究[D]. 杨得军.昆明理工大学 2013
[3]含铬钒渣的综合利用研究[D]. 宋超.中南大学 2012
[4]Na2CO3-CO2-H2O体系处理铬渣的工艺研究[D]. 李斌.中南大学 2010
[5]以含铁海砂为原料的含碳球团直接还原研究[D]. 沈维华.重庆大学 2010
[6]高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原法提铁脱磷技术研究[D]. 周继程.武汉科技大学 2007
[7]7050铝合金高温流变行为研究[D]. 杨积慧.中南大学 2006
本文编号：3263290
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 工业废渣处理情况简述
1.1.1 工业废渣的分类
1.1.2 工艺废渣的处理方法
1.1.3 铬渣的分类及处理方法
1.1.4 国内外研究进展
1.2 课题背景及意义
1.2.1 企业生产情况
1.2.2 存在的问题
1.3 研究内容
1.3.1 球团料的热力学研究与动力学分析
1.3.2 配方的选择
1.3.3 机理研究
1.4 研究目标
2 实验原料的物理化学性质
2.1 铬渣的化学成分
2.1.1 无钙铬渣的基本成分组成
2.1.2 光谱检测分析结果
2.1.3 化学检测分析结果
2.2 铬渣的物相组成
2.3 钒渣和兰炭的成分分析
2.3.1 钒渣的化学成分
2.3.2 兰炭的化学成分
2.4 铬渣冶炼的物料平衡计算
2.4.1 计算条件
2.4.2 配料计算
2.4.3 炉料组成
2.5 本章小结
3 冶炼含铬铸铁的热力学动力学简析
3.1 含铬铸铁冶炼过程中的还原次序分析
3.2 含铬铸铁冶炼过程热力学简析
3.2.1 固体碳直接还原铁氧化物的热力学分析
3.2.2 铁氧化物的还原过程
3.2.3 固体碳直接还原铬氧化物的热力学分析
3.2.4 铬氧化物的还原过程
3.2.5 实际生产中的铬氧化物还原过程
3.3 含铬铸铁冶炼过程动力学简析
3.3.1 气-固相反应
3.3.2 固-固相反应
3.3.3 液-固相反应
3.4 本章小结
4 原料配比优化研究
4.1 实验基础
4.1.1 冶炼流程
4.1.2 实验设备
4.1.3 实验材料
4.1.4 实验步骤
4.2 冶炼电压的选择
4.2.1 实验方案
4.2.2 结果分析
4.3 冶炼粒度的选择
4.3.1 实验方案
4.3.2 结果分析
4.4 冶炼配方的选择
4.4.1 实验方案
4.4.2 结果分析
4.5 实验结果讨论
4.6 本章小结
5 冶炼优化及机理研究
5.1 熔点测试
5.1.1 实验目的
5.1.2 实验设备
5.1.3 实验流程
5.1.4 实验结果
5.2 热重分析
5.2.1 实验目的
5.2.2 TG-DSC综合热分析法基本原理
5.2.3 实验流程
5.2.4 实验结果
5.3 冶炼实验
5.3.1 实验目的
5.3.2 实验设备
5.3.3 实验流程
5.3.4 实验产物处理
5.4 X射线衍射分析
5.4.1 实验目的
5.4.2 XRD分析的工作原理
5.4.3 实验数据
5.4.4 小结
5.5 矿相分析
5.5.1 实验目的
5.5.2 矿相显微镜的工作原理
5.5.3 试样制作
5.5.4 实验数据
5.5.5 实验结论
5.6 扫描电镜-能谱分析
5.6.1 实验目的
5.6.2 扫描电镜-能谱仪的工作原理
5.6.3 实验流程及试样制备
5.6.4 实验数据及分析
5.6.5 实验结论
5.7 本章小结
6 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]化工废渣污染现状及资源化途径[J]. 张国辉,陈炫. 今日科苑. 2015(11)
[2]浅谈煤炭挥发分测定的影响因素[J]. 刘亚丹,刘蕊,徐美娜. 煤质技术. 2015(03)
[3]利用光学显微镜进行烧结矿矿相的分析[J]. 王航民. 理化检验(物理分册). 2015(05)
[4]焙烧-浸出-磁选回收铜渣中的铁[J]. 詹保峰,黄自力,杨孽,刘玉飞,焦成鹏. 矿冶工程. 2015(02)
[5]《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）标准中存在问题的讨论和解决方案[J]. 李合义,贾佳,薛婷,王育科,周弛. 资源节约与环保. 2015(01)
[6]铬盐行业转型升级时期环境管理对策[J]. 张波,童莉,周学双. 环境影响评价. 2014(05)
[7]铬盐清洁生产工艺研究进展[J]. 张树龙,张焕祯,王智丽,王茜徵,王红曼. 无机盐工业. 2014(02)
[8]铬盐工业污染防治对策与建议[J]. 陈辉霞,肖清贵,徐红彬,曾亚嫔,张懿. 化工环保. 2013(01)
[9]铝热法制备高钒铝合金的研究[J]. 喇培清,卢学峰,申达,魏玉鹏,王鸿鼎,郭鑫. 粉末冶金技术. 2012(05)
[10]从铬渣中分离、回收铬的研究进展[J]. 李陈君,雷国元. 矿产综合利用. 2012(05)
博士论文
[1]化工危废在燃烧热解过程中氟氯气体的析出和脱除机理的研究[D]. 冯昱恒.浙江大学 2014
[2]钒钛铁精矿转底炉直接还原—电炉熔分工艺与理论研究[D]. 刘松利.重庆大学 2010
硕士论文
[1]钒钛磁铁精矿直接还原—熔分工艺实验研究[D]. 汪剑.西安建筑科技大学 2014
[2]铬盐无钙焙烧工艺中钒、铬的分离富集研究[D]. 杨得军.昆明理工大学 2013
[3]含铬钒渣的综合利用研究[D]. 宋超.中南大学 2012
[4]Na2CO3-CO2-H2O体系处理铬渣的工艺研究[D]. 李斌.中南大学 2010
[5]以含铁海砂为原料的含碳球团直接还原研究[D]. 沈维华.重庆大学 2010
[6]高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原法提铁脱磷技术研究[D]. 周继程.武汉科技大学 2007
[7]7050铝合金高温流变行为研究[D]. 杨积慧.中南大学 2006
本文编号：3263290
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3263290.html
