碱煮钨渣碳热还原过程热力学机理
发布时间：2021-09-17 21:51
钨属于冶金和金属材料领域中高熔点的稀有金属,钨本身的特性使其在军事、航空航天、机械加工、冶金等行业占有重要地位。我国主要采用碱分解法对钨矿进行冶炼,生产初级产品-仲钨酸铵（APT）,分解产生的渣称之为碱煮钨渣。根据钨矿的原料来源不同,钨渣又可以具体分为黑钨渣、白钨渣和黑白钨混合渣。在单一产品的生产过程中未能对其中的其他金属元素进行彻底分离,例如:黑白钨渣和黑钨渣中含有的W、Sn、Ta、Nb、Mn、Fe等金属元素。可以逐步地将钨渣中的金属元素从中分离出来进行回收再利用,实现废渣资源化。2016年碱煮渣被列入了《国家危险废物名录》,代码323-001-48,我国累计的钨渣总量达到百万吨数量级,并且每年依然在增长。各个APT生产厂家采取建危废渣场对钨渣进行堆放,长时间的堆放对于空气、土地、地下水都造成了污染。降低钨渣的产量和对其进行回收再利用对我国的钨冶炼行业有重要的意义。本课题针对黑钨渣进行了研究,在分析黑钨渣的化学成分的基础上,通过热力学数据计算钨渣中金属元素氧化物的碳热还原反应发生的可能性和先后顺序,以及助剂的添加比例、炉渣液相线温度。依据计算得出的热力学条件,进一步研究了钨渣的粒度、...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究与发展状况
1.3 钨渣无害化处理工艺研究进展
1.4 碳热还原技术的应用研究进展
1.5 市场预测和发展趋势
1.6 选题目的和意义
第二章 实验过程及方法
2.1 实验原料
2.1.1 原料来源
2.1.2 原料的物理化学性质
2.2 实验仪器与设备
2.2.1 实验主要设备
2.2.2 实验所用化学试剂及耗材、辅助设备以及检测仪器
2.3 试验方案
2.4 实验产物的表征
2.4.1 化学成分分析
2.4.2 失重率的测定
2.4.3 钨渣合金化率的测定
2.4.4 显微组织和元素分布分析
第三章 碳热还原热力学机理分析
3.1 碳-氧系燃烧反应
3.2 金属氧化物还原反应
3.3 铁氧化物还原热力学
3.3.1 铁氧化物CO还原热力学
3.3.2 Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeO与 C和 CO反应的热力学计算
3.4 锰氧化物碳热还原热力学
3.5 金属氧化物Fe_2O_3、MnO_2 热重曲线分析
3.6 钨渣中其它金属氧化物碳热还原热力学
3.7 本章小结
第四章 钨渣碳热还原熔炼制备锰铁合金的实验模拟
4.1 原料渣系相图计算
4.2 不同碳质还原剂及压片对于钨渣还原度的影响
4.3 物料粒度对钨渣合金化率的影响
4.3.1 还原介质粒度对钨渣合金化率的影响
4.3.2 钨渣粒度对钨渣合金化率的影响
4.4 助剂对钨渣合金化率的影响
4.5 助剂添加量对钨渣熔点的影响
4.6 反应温度对钨渣合金化率的影响
4.7 保温时间对钨渣合金化率的影响
4.8 配碳比对钨渣还原度的影响
4.8.1 理论配碳比计算
4.8.2 不同配碳比对钨渣还原地的影响
4.9 碳热还原最佳试验条件及还原产物的表征
4.9.1 碳热还原最佳试验条件
4.9.2 还原产物的表征
4.10 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化铁碳热还原过程间接还原规律研究[J]. 郭培民,赵沛,孔令兵,王磊. 钢铁钒钛. 2019(05)
[2]FactSage软件应用于预测煤灰熔融流动温度[J]. 李平,陈子珍,池国镇. 锅炉技术. 2018(03)
[3]基于FactSage软件的煤灰熔融行为预测[J]. 宋明光,王群英,岳益锋,陈仕国. 洁净煤技术. 2018(02)
[4]CO还原烧结矿过程中的析碳行为[J]. 章东海,王炜,李向伟,朱航宇,薛正良. 钢铁研究学报. 2016(08)
[5]钨渣综合利用产生固体废物的污染特性[J]. 陈林,杨延梅,杨玉飞,杨金忠,黄启飞. 环境污染与防治. 2015(12)
[6]仲钨酸铵（APT）生产中钨渣的污染特性分析[J]. 杨金忠,高何凤,王宁,陈林,王健媛,杨玉飞. 环境工程技术学报. 2015(06)
[7]钨渣中钪的萃取回收实验研究[J]. 刘彩云,符剑刚. 稀有金属与硬质合金. 2015(05)
[8]从钨渣中浸出氧化钪的试验研究[J]. 梁焕龙,罗东明,刘晨,谢营邦,黄泰元. 湿法冶金. 2015(02)
[9]我国钨渣回收利用研究现状和发展趋势[J]. 谢晓霞,张幸幸. 上海化工. 2014(05)
[10]工业硅生产用碳质还原剂的选择及应用[J]. 万宁,宋宁,于站良,杨妮,包崇军. 轻金属. 2013(11)
博士论文
[1]CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系热力学性能的研究[D]. 赵丽树.东北大学 2013
硕士论文
[1]碳热还原—渣金融分法实现钕铁硼废料中铁与稀土的富集分离[D]. 刘兴润.江西理工大学 2018
[2]钛铁矿碳热还原—氮化制备富钛料的基础研究[D]. 曹丽.西华大学 2017
[3]含砷石膏渣碳热还原分解特性研究[D]. 赵占冲.昆明理工大学 2016
[4]熔池熔炼处理铅锌冶炼渣的高温脱硫及碳热还原研究[D]. 刘群.中南大学 2014
本文编号：3399558
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究与发展状况
1.3 钨渣无害化处理工艺研究进展
1.4 碳热还原技术的应用研究进展
1.5 市场预测和发展趋势
1.6 选题目的和意义
第二章 实验过程及方法
2.1 实验原料
2.1.1 原料来源
2.1.2 原料的物理化学性质
2.2 实验仪器与设备
2.2.1 实验主要设备
2.2.2 实验所用化学试剂及耗材、辅助设备以及检测仪器
2.3 试验方案
2.4 实验产物的表征
2.4.1 化学成分分析
2.4.2 失重率的测定
2.4.3 钨渣合金化率的测定
2.4.4 显微组织和元素分布分析
第三章 碳热还原热力学机理分析
3.1 碳-氧系燃烧反应
3.2 金属氧化物还原反应
3.3 铁氧化物还原热力学
3.3.1 铁氧化物CO还原热力学
3.3.2 Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeO与 C和 CO反应的热力学计算
3.4 锰氧化物碳热还原热力学
3.5 金属氧化物Fe_2O_3、MnO_2 热重曲线分析
3.6 钨渣中其它金属氧化物碳热还原热力学
3.7 本章小结
第四章 钨渣碳热还原熔炼制备锰铁合金的实验模拟
4.1 原料渣系相图计算
4.2 不同碳质还原剂及压片对于钨渣还原度的影响
4.3 物料粒度对钨渣合金化率的影响
4.3.1 还原介质粒度对钨渣合金化率的影响
4.3.2 钨渣粒度对钨渣合金化率的影响
4.4 助剂对钨渣合金化率的影响
4.5 助剂添加量对钨渣熔点的影响
4.6 反应温度对钨渣合金化率的影响
4.7 保温时间对钨渣合金化率的影响
4.8 配碳比对钨渣还原度的影响
4.8.1 理论配碳比计算
4.8.2 不同配碳比对钨渣还原地的影响
4.9 碳热还原最佳试验条件及还原产物的表征
4.9.1 碳热还原最佳试验条件
4.9.2 还原产物的表征
4.10 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化铁碳热还原过程间接还原规律研究[J]. 郭培民,赵沛,孔令兵,王磊. 钢铁钒钛. 2019(05)
[2]FactSage软件应用于预测煤灰熔融流动温度[J]. 李平,陈子珍,池国镇. 锅炉技术. 2018(03)
[3]基于FactSage软件的煤灰熔融行为预测[J]. 宋明光,王群英,岳益锋,陈仕国. 洁净煤技术. 2018(02)
[4]CO还原烧结矿过程中的析碳行为[J]. 章东海,王炜,李向伟,朱航宇,薛正良. 钢铁研究学报. 2016(08)
[5]钨渣综合利用产生固体废物的污染特性[J]. 陈林,杨延梅,杨玉飞,杨金忠,黄启飞. 环境污染与防治. 2015(12)
[6]仲钨酸铵（APT）生产中钨渣的污染特性分析[J]. 杨金忠,高何凤,王宁,陈林,王健媛,杨玉飞. 环境工程技术学报. 2015(06)
[7]钨渣中钪的萃取回收实验研究[J]. 刘彩云,符剑刚. 稀有金属与硬质合金. 2015(05)
[8]从钨渣中浸出氧化钪的试验研究[J]. 梁焕龙,罗东明,刘晨,谢营邦,黄泰元. 湿法冶金. 2015(02)
[9]我国钨渣回收利用研究现状和发展趋势[J]. 谢晓霞,张幸幸. 上海化工. 2014(05)
[10]工业硅生产用碳质还原剂的选择及应用[J]. 万宁,宋宁,于站良,杨妮,包崇军. 轻金属. 2013(11)
博士论文
[1]CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系热力学性能的研究[D]. 赵丽树.东北大学 2013
硕士论文
[1]碳热还原—渣金融分法实现钕铁硼废料中铁与稀土的富集分离[D]. 刘兴润.江西理工大学 2018
[2]钛铁矿碳热还原—氮化制备富钛料的基础研究[D]. 曹丽.西华大学 2017
[3]含砷石膏渣碳热还原分解特性研究[D]. 赵占冲.昆明理工大学 2016
[4]熔池熔炼处理铅锌冶炼渣的高温脱硫及碳热还原研究[D]. 刘群.中南大学 2014
本文编号：3399558
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