红土镍矿电炉冶炼工艺低钙渣系性质研究
发布时间：2022-12-06 01:37
世界陆基镍资源有硫化镍矿和红土镍矿，随着高品位硫化镍矿资源的枯竭,红土镍矿的利用日益得到广泛的重视。目前工业上成熟的红土矿冶炼工艺是回转窑预还原和电炉熔炼工艺（RK-EF），由于红土镍矿中SiO2的含量较高，为了提高炉渣的流动性和改善脱硫能力，经常配入一定量的生石灰，这导致熔炼过程渣量增大，电炉有效容积减少，最终降低电炉的利用系数，且增加了冶炼电耗。采用不加石灰或少加石灰冶炼可以大幅度降低渣量，提高电炉的利用系数，但是有可能引起炉渣粘度的增加和熔化性温度的提高；如果在这种情况下，采用部分还原的方式，通过提高炉渣中的FeO含量达到降低粘度和改善脱硫效率的目的，理论上是可行的。因此，本文以红土镍矿电炉冶炼工艺的低钙炉渣渣系为对象，通过开展炉渣粘度实验研究、炉渣结构的红外和拉曼分析、元素在渣铁间分配规律和炉渣对耐火材料侵蚀的研究，得到以下的主要结论。 同一温度下随着碱度的升高炉渣的粘度降低，炉渣粘度急剧变化的“拐点”出现在1500℃附近。1550℃时MgO/SiO2碱度由0.6升高为1.0，粘度由15.01P降低为3.98P，粘流活化能在（2.88~4.73）×105J/mol范围内波...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 世界镍资源概述
1.2 红土镍矿处理工艺
1.2.1 镍铁工艺
1.2.2 镍锍工艺
1.2.3 还原焙烧-氨浸工艺
1.2.4 加压酸浸工艺
1.3 课题的学术及实用意义
1.4 含镍渣系研究现状
1.5 研究内容
2 低钙炉渣的粘度研究
2.1 炉渣成分确定与粘度计算
2.1.1 炉渣成分的确定
2.1.2 粘度的计算
2.2 炉渣粘度测定
2.2.1 实验原理及装置
2.2.2 炉渣粘度测定的实验步骤
2.3 粘度测定结果与分析
2.4 小结
3 低钙炉渣的结构分析
3.1 红外光谱分析
3.1.1 红外光谱分析基本原理与设备
3.1.2 红外光谱分析硅酸盐炉渣结构
3.1.3 红外光谱定性分析
3.1.4 红外光谱定量分析
3.2 拉曼光谱分析
3.2.1 拉曼效应的原理
3.2.2 拉曼光谱测试设备
3.2.3 拉曼光谱分析硅酸盐结构
3.2.4 拉曼光谱的定量分析
3.3 拉曼光谱与红外光谱区别
3.4 小结
4 元素在渣铁间的分配平衡规律
4.1 脱磷脱硫热力学
4.1.1 脱磷的热力学
4.1.2 脱硫的热力学
4.2 硅钼炉热态实验
4.3 实验结果与分析
4.4 小结
5 耐火材料侵蚀行为
5.1 耐火材料的侵蚀方式
5.2 坩埚法侵蚀实验及步骤
5.3 实验结果与机理分析
5.4 小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
A 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
C 作者在攻读硕士学位期间参加的学术活动
【参考文献】：
期刊论文
[1]红土镍矿半熔融还原生产含镍珠铁[J]. 潘成,吕学伟,白晨光,郭恩光,陈攀,刘梅. 中南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[2]红土矿高炉冶炼含镍铁水的技术经济分析[J]. 张友平. 铁合金. 2013(04)
[3]红土镍矿含碳球团还原富集镍铁[J]. 刘岩,徐冬,张友平,翟玉春. 东北大学学报(自然科学版). 2012(06)
[4]中国硫化镍矿和红土镍矿资源现状及利用技术研究[J]. 刘明宝,印万忠. 有色金属工程. 2011(05)
[5]高炉冶炼红土矿生产镍铁合金关键技术分析与发展方向[J]. 郭培民,赵沛,庞建明. 有色金属(冶炼部分). 2011(05)
[6]红土镍矿直接还原焙烧磁选回收铁镍[J]. 曹志成,孙体昌,杨慧芬,王静静,仵晓丹. 北京科技大学学报. 2010(06)
[7]红土镍矿电炉熔炼提取镍铁合金的研究[J]. 刘志宏,杨慧兰,李启厚,朱德庆,马小波. 有色金属(冶炼部分). 2010(02)
[8]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)
[9]镍红土矿处理工艺的现状和展望[J]. 郭学益,吴展,李栋. 金属材料与冶金工程. 2009(02)
[10]红土镍矿湿法冶金工艺研究进展[J]. 蒋继波,王吉坤. 湿法冶金. 2009(01)
博士论文
[1]高温拉曼谱图的精细测定和定量化基础研究[D]. 陈辉.上海大学 2007
硕士论文
[1]云南元江红土镍矿加压酸浸研究[D]. 伍博克.中南大学 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]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
[4]金川镍闪速熔炼炉渣合理渣型的研究[D]. 甘雪萍.中南大学 2002
本文编号：3710782
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 世界镍资源概述
1.2 红土镍矿处理工艺
1.2.1 镍铁工艺
1.2.2 镍锍工艺
1.2.3 还原焙烧-氨浸工艺
1.2.4 加压酸浸工艺
1.3 课题的学术及实用意义
1.4 含镍渣系研究现状
1.5 研究内容
2 低钙炉渣的粘度研究
2.1 炉渣成分确定与粘度计算
2.1.1 炉渣成分的确定
2.1.2 粘度的计算
2.2 炉渣粘度测定
2.2.1 实验原理及装置
2.2.2 炉渣粘度测定的实验步骤
2.3 粘度测定结果与分析
2.4 小结
3 低钙炉渣的结构分析
3.1 红外光谱分析
3.1.1 红外光谱分析基本原理与设备
3.1.2 红外光谱分析硅酸盐炉渣结构
3.1.3 红外光谱定性分析
3.1.4 红外光谱定量分析
3.2 拉曼光谱分析
3.2.1 拉曼效应的原理
3.2.2 拉曼光谱测试设备
3.2.3 拉曼光谱分析硅酸盐结构
3.2.4 拉曼光谱的定量分析
3.3 拉曼光谱与红外光谱区别
3.4 小结
4 元素在渣铁间的分配平衡规律
4.1 脱磷脱硫热力学
4.1.1 脱磷的热力学
4.1.2 脱硫的热力学
4.2 硅钼炉热态实验
4.3 实验结果与分析
4.4 小结
5 耐火材料侵蚀行为
5.1 耐火材料的侵蚀方式
5.2 坩埚法侵蚀实验及步骤
5.3 实验结果与机理分析
5.4 小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
A 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
C 作者在攻读硕士学位期间参加的学术活动
【参考文献】：
期刊论文
[1]红土镍矿半熔融还原生产含镍珠铁[J]. 潘成,吕学伟,白晨光,郭恩光,陈攀,刘梅. 中南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[2]红土矿高炉冶炼含镍铁水的技术经济分析[J]. 张友平. 铁合金. 2013(04)
[3]红土镍矿含碳球团还原富集镍铁[J]. 刘岩,徐冬,张友平,翟玉春. 东北大学学报(自然科学版). 2012(06)
[4]中国硫化镍矿和红土镍矿资源现状及利用技术研究[J]. 刘明宝,印万忠. 有色金属工程. 2011(05)
[5]高炉冶炼红土矿生产镍铁合金关键技术分析与发展方向[J]. 郭培民,赵沛,庞建明. 有色金属(冶炼部分). 2011(05)
[6]红土镍矿直接还原焙烧磁选回收铁镍[J]. 曹志成,孙体昌,杨慧芬,王静静,仵晓丹. 北京科技大学学报. 2010(06)
[7]红土镍矿电炉熔炼提取镍铁合金的研究[J]. 刘志宏,杨慧兰,李启厚,朱德庆,马小波. 有色金属(冶炼部分). 2010(02)
[8]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)
[9]镍红土矿处理工艺的现状和展望[J]. 郭学益,吴展,李栋. 金属材料与冶金工程. 2009(02)
[10]红土镍矿湿法冶金工艺研究进展[J]. 蒋继波,王吉坤. 湿法冶金. 2009(01)
博士论文
[1]高温拉曼谱图的精细测定和定量化基础研究[D]. 陈辉.上海大学 2007
硕士论文
[1]云南元江红土镍矿加压酸浸研究[D]. 伍博克.中南大学 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]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
[4]金川镍闪速熔炼炉渣合理渣型的研究[D]. 甘雪萍.中南大学 2002
本文编号：3710782
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