钒钛铁精矿金属化球团还原熔分工艺基础研究
发布时间：2023-03-28 19:21
钒钛铁精矿是钒钛磁铁矿的重要选矿产品,传统的高炉冶炼工艺无法有效利用其中的钛资源,近年来发展起来的非高炉冶炼工艺成为解决此问题的有效工艺,实现了铁、钒、钛资源的综合回收利用。由于钒钛铁精矿矿物结构复杂,非高炉冶炼工艺还存在能耗高、产品质量不稳定,特别是金属化球团电炉还原熔分工序顺行困难等问题。本文针对钒钛铁精矿金属化球团电炉熔分工艺面临的主要问题,在保证渣铁良好分离的前提下,控制钒、铬在渣铁间定向进入铁水,以得到较高品位的熔分钛渣和含钒铬铁水。在分析金属化球团还原熔分工艺理论的基础上,针对该工艺过程关键技术进行研究,得出优化工艺参数和元素在渣铁间走向的控制依据。首先以金属化球团的碳含量和金属化率为控制指标,对钒钛铁精矿进行碳热还原热力学分析和实验研究。研究表明：改变碳氧比、还原温度、还原时间和MgO的添加量等工艺参数均可实现对金属化球团金属化率和碳含量的控制;在还原温度小于1225℃时,添加MgO可以促进钒钛铁精矿的还原过程；在1150-C,MgO添加量为6%时,球团金属化率较不添加MgO的球团提高约10%。采用聚集电子相一瓦格纳模型对含钛渣系(Ti02≈-50%)与碳饱和铁水间元素分...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 钒钛磁铁矿开发利用现状
2.1.1 国内外钒钛磁铁矿资源概况
2.1.2 国内外钒钛磁铁矿处理工艺
2.2 钒钛铁精矿直接还原技术的研究进展
2.2.1 钒钛磁铁矿工艺矿物学
2.2.2 钒钛铁精矿直接还原机制
2.2.3 钒钛铁精矿的强化还原
2.2.4 钒钛铁精矿直接还原动力学
2.3 钒钛铁精矿金属化球团熔分研究综述
2.3.1 钒钛铁精矿矿金属化球团的物化性质
2.3.2 钒钛矿金属化球团熔分工艺的控制
2.3.3 熔分钛渣的酸溶性
2.3.4 熔分过程中炉衬侵蚀问题
2.4 研究背景、目的、内容
2.4.1 研究背景
2.4.2 研究目的、内容
2.4.3 创新点
3 钒钛铁精矿金属化球团制备实验研究
3.1 实验原料与实验方法
3.1.1 实验原料
3.1.2 研究方法
3.2 钒钛铁精矿的工艺矿物学
3.2.1 矿物结构
3.2.2 晶粒内部结构特征及组分分布
3.3 钒钛铁精矿碳热还原过程热力学分析
3.3.1 钒钛铁精矿中氧化物的标准生成自由能与温度的关系
3.3.2 钒钛铁精矿中氧化物碳热还原过程的热力学计算
3.4 钒钛铁精矿含碳球团碳热还原实验结果与分析
3.4.1 碳氧比的影响
3.4.2 还原温度的影响
3.4.3 还原时间的影响
3.4.4 MgO添加量的影响
3.5 碳热还原过程的物相转变
3.6 金属化球团的微观结构
3.7 本章小结
4 钒钛铁精矿金属化球团还原熔分热力学
4.1 金属化球团中氧化物的还原反应热力学分析
4.1.1 氧化物在还原熔分过程中的反应顺序
4.1.2 主要元素在渣铁间的分配常数及其影响因素
4.2 基于瓦格纳模型的铁液中元素活度系数和钛的溶解度
4.2.1 碳饱和铁液中元素活度系数计算
4.2.2 钛在碳饱和铁水中的溶解度
4.3 基于聚集电子相的炉渣元素活度计算模型
4.4 基于聚集电子相的炉渣元素平衡分配常数
4.5 结果与讨论
4.5.1 温度的影响
4.5.2 碱度的影响
4.5.3 渣中FeO含量的影响
4.5.4 渣中MgO含量的影响
4.6 本章小结
5 钒钛铁精矿金属化球团熔化性及熔分钛渣粘度研究
5.1 金属化球团的熔化分离过程分析
5.1.1 金属化球团的还原熔分机制
5.1.2 金属化球团的熔化过程
5.1.3 金属化球团渣铁分离过程
5.2 熔分钛渣的粘度、熔化温度的模拟计算
5.2.1 计算方法
5.2.2 计算结果与分析
5.3 熔分钛渣熔化温度、粘度测试
5.3.1 测试方法
5.3.2 测试结果与分析
5.4 本章小结
6 钒钛铁精矿金属化球团还原熔分实验研究
6.1 实验原料与研究方法
6.1.1 实验原料
6.1.2 研究方法
6.1.3 评价指标
6.2 实验方案
6.3 实验结果分析与讨论
6.3.1 熔分温度的影响
6.3.2 熔分时间的影响
6.3.3 金属化球团碳含量的影响
6.3.4 金属化球团碱度的影响
6.3.5 金属化球团中MgO含量的影响
6.3.6 熔分钛渣中FeO含量与钒、铬分配比的关系
6.4 还原熔分过程中的脱硫
6.4.1 熔分钛渣的光学碱度及硫容量计算
6.4.2 氧化钙、氧化镁对含钒铁水的脱硫效果
6.4.3 关于熔分钛渣中TiO2属性的讨论
6.5 熔分钛渣中FeO与碳饱和铁水间的还原动力学
6.5.1 研究方法
6.5.2 实验结果
6.5.3 反应机理分析与讨论
6.6 本章小结
7 熔分钛渣的酸溶性与钒铬渣分离钒、铬实验研究
7.1 熔分钛渣酸解实验研究
7.1.1 熔分钛渣的特点
7.1.2 酸解实验过程及结果
7.2 钒铬渣分离钒、铬实验研究
7.2.1 钒铬渣的化学组成及结构特点
7.2.2 钒铬渣氧化钠化焙烧过程的热力学分析
7.2.3 实验方法
7.2.4 结果及分析
7.3 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3773127
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 钒钛磁铁矿开发利用现状
2.1.1 国内外钒钛磁铁矿资源概况
2.1.2 国内外钒钛磁铁矿处理工艺
2.2 钒钛铁精矿直接还原技术的研究进展
2.2.1 钒钛磁铁矿工艺矿物学
2.2.2 钒钛铁精矿直接还原机制
2.2.3 钒钛铁精矿的强化还原
2.2.4 钒钛铁精矿直接还原动力学
2.3 钒钛铁精矿金属化球团熔分研究综述
2.3.1 钒钛铁精矿矿金属化球团的物化性质
2.3.2 钒钛矿金属化球团熔分工艺的控制
2.3.3 熔分钛渣的酸溶性
2.3.4 熔分过程中炉衬侵蚀问题
2.4 研究背景、目的、内容
2.4.1 研究背景
2.4.2 研究目的、内容
2.4.3 创新点
3 钒钛铁精矿金属化球团制备实验研究
3.1 实验原料与实验方法
3.1.1 实验原料
3.1.2 研究方法
3.2 钒钛铁精矿的工艺矿物学
3.2.1 矿物结构
3.2.2 晶粒内部结构特征及组分分布
3.3 钒钛铁精矿碳热还原过程热力学分析
3.3.1 钒钛铁精矿中氧化物的标准生成自由能与温度的关系
3.3.2 钒钛铁精矿中氧化物碳热还原过程的热力学计算
3.4 钒钛铁精矿含碳球团碳热还原实验结果与分析
3.4.1 碳氧比的影响
3.4.2 还原温度的影响
3.4.3 还原时间的影响
3.4.4 MgO添加量的影响
3.5 碳热还原过程的物相转变
3.6 金属化球团的微观结构
3.7 本章小结
4 钒钛铁精矿金属化球团还原熔分热力学
4.1 金属化球团中氧化物的还原反应热力学分析
4.1.1 氧化物在还原熔分过程中的反应顺序
4.1.2 主要元素在渣铁间的分配常数及其影响因素
4.2 基于瓦格纳模型的铁液中元素活度系数和钛的溶解度
4.2.1 碳饱和铁液中元素活度系数计算
4.2.2 钛在碳饱和铁水中的溶解度
4.3 基于聚集电子相的炉渣元素活度计算模型
4.4 基于聚集电子相的炉渣元素平衡分配常数
4.5 结果与讨论
4.5.1 温度的影响
4.5.2 碱度的影响
4.5.3 渣中FeO含量的影响
4.5.4 渣中MgO含量的影响
4.6 本章小结
5 钒钛铁精矿金属化球团熔化性及熔分钛渣粘度研究
5.1 金属化球团的熔化分离过程分析
5.1.1 金属化球团的还原熔分机制
5.1.2 金属化球团的熔化过程
5.1.3 金属化球团渣铁分离过程
5.2 熔分钛渣的粘度、熔化温度的模拟计算
5.2.1 计算方法
5.2.2 计算结果与分析
5.3 熔分钛渣熔化温度、粘度测试
5.3.1 测试方法
5.3.2 测试结果与分析
5.4 本章小结
6 钒钛铁精矿金属化球团还原熔分实验研究
6.1 实验原料与研究方法
6.1.1 实验原料
6.1.2 研究方法
6.1.3 评价指标
6.2 实验方案
6.3 实验结果分析与讨论
6.3.1 熔分温度的影响
6.3.2 熔分时间的影响
6.3.3 金属化球团碳含量的影响
6.3.4 金属化球团碱度的影响
6.3.5 金属化球团中MgO含量的影响
6.3.6 熔分钛渣中FeO含量与钒、铬分配比的关系
6.4 还原熔分过程中的脱硫
6.4.1 熔分钛渣的光学碱度及硫容量计算
6.4.2 氧化钙、氧化镁对含钒铁水的脱硫效果
6.4.3 关于熔分钛渣中TiO2属性的讨论
6.5 熔分钛渣中FeO与碳饱和铁水间的还原动力学
6.5.1 研究方法
6.5.2 实验结果
6.5.3 反应机理分析与讨论
6.6 本章小结
7 熔分钛渣的酸溶性与钒铬渣分离钒、铬实验研究
7.1 熔分钛渣酸解实验研究
7.1.1 熔分钛渣的特点
7.1.2 酸解实验过程及结果
7.2 钒铬渣分离钒、铬实验研究
7.2.1 钒铬渣的化学组成及结构特点
7.2.2 钒铬渣氧化钠化焙烧过程的热力学分析
7.2.3 实验方法
7.2.4 结果及分析
7.3 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3773127
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3773127.html
