收藏本站
《中南大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

含多金属硫酸渣制备预还原球团工艺及机理研究

陈栋  
【摘要】:近年来,我国铁矿石资源短缺已经严重制约了钢铁工业的发展。作为一种富含铁元素的二次资源,硫酸渣还含有少量的铜、铅、锌等有色金属,具有重要的综合利用价值,是一种典型的难选难冶二次资源铁矿。我国化工行业每年排放数千万t的硫酸渣,且在全国各地堆存量上亿t无法得到有效利用。传统的回转窑高温氯化焙烧工艺,要求含多金属硫酸渣的FeO含量小于5%,且制备出的氧化球团铁品位低;而用还原焙烧工艺处理含多金属的硫酸渣,则无法脱除铜等有色金属。本研究以河南灵宝地区的含铜铅锌和高FeO含量的硫酸渣混合矿为原料,开发了预热氯化-直接还原“一步法”新工艺,并进一步开展了相关机理的研究,为含多金属硫酸渣综合利用提供理论依据及有效途径。 系统研究了含多金属硫酸渣生球制备、球团的预热固结和氯化焙烧、球团预热还原焙烧等工艺,优化了工艺参数。研究结果表明:所开发的含多金属硫酸渣球团预热氯化-直接还原“一步法”新工艺,可制备出铁品位高,机械强度好,具有一定的金属化率和铜铅锌含量低的预还原球团矿,是一种优质的高炉炉料。针对含Fe61.24%、CuO.22%、Pbl.79%和Zn0.20%的硫酸渣混合矿,在链篦机-回转窑模拟装置上进行了该工艺的扩大试验,取得的主要指标为:预还原球团全铁含量73.17%、金属化率46.18%、Cu、Pb和Zn含量分别为0.18%、0.16%和0.065%,抗压强度1069N/个,转鼓强度64%,总还原度90.97%,还原膨胀指数-3.7%,还原粉化指数RDI+3.15为98.83%。结果表明:该工艺能有效的实现铁和铜、铅、锌的分离,在大幅提高铁品位同时,预还原球团的机械强度、冶金性能和铜、铅、锌等杂质的含量均能满足高炉要求。 深入开展了硫酸渣球团氯化焙烧基础研究。①氯化热力学基础研究表明:添加CaCl2的球团中铜、铅、锌的氧化物、硫化物、铁酸盐和硅酸盐均容易被氯化,而铁氧化物和硅铝等脉石矿物均难以被氯化,这是实现铁和铜、铅、锌氯化挥发分离的理论依据。②氯化焙烧动力学研究表明:在1025℃~1175℃的温度范围内,CuO、Cu2O、ZnO和ZnFe2O4的氯化反应均受界面化学反应控制,而PbO的氯化反应则受扩散控制。铜、铅、锌的氯化反应速率非常快,这为硫酸渣中铜、铅、锌在链篦机上预热过程快速脱除提供了动力学支持。③铜、铅和锌的氯化焙烧行为研究结果表明:在氯化焙烧过程中,硫化物最容易脱除,氧化物次之,而铁酸盐和硅酸盐最难脱除,脉石成分对铜、铅、锌矿物的氯化脱除有很大影响。④氯化焙烧过程中预热球团的微观结构变化发现,氯化焙烧可促进预热球团内铁氧化物的结晶。 进一步研究了含多金属硫酸渣球团还原行为。①还原焙烧热力学基础研究表明:铜氧化物最容易被还原成金属铜而残留在球团中;铅氧化物也易被还原而挥发;锌氧化物最难被还原,但还原后容易挥发。②还原动力学研究表明:在800-1100℃的还原温度范围内,硫酸渣球团中的铁氧化物还原受界面化学反应控制。在还原温度为950~1100℃时,铁酸锌和氧化铅的还原也均受界面化学反应控制。氧化铅还原最快,锌氧化物次之,铁氧化物还原最慢。③硫酸渣球团直接还原过程固结机理和微观结构特征研究表明:预热球团充分固结和铁氧化物充分结晶,是保证直接还原球团强度的前提。④铅、锌氧化物还原焙烧行为研究表明:提高还原温度及维持强还原气氛有利于加快铅和锌的脱除。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TF046

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨敏;邱廷省;陈金花;汤小军;;某硫酸渣选矿试验研究[J];四川有色金属;2009年01期
2 刘闯,蒋其胜,王志勇,高静;论硫铁矿烧渣的再生与利用[J];安徽地质;2000年04期
3 宋雄,余中平;中国铁矿资源利用现状及其保证程度[J];地质与勘探;1998年02期
4 侯宗林;;中国铁矿资源现状与潜力[J];地质找矿论丛;2005年04期
5 董风芝;;硫酸渣磁选工艺选铁研究与应用[J];矿业安全与环保;2006年06期
6 邓世水;利用工业废渣生产水泥新工艺[J];福建环境;2001年02期
7 姜凌;董亚妮;田萍;;用硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁的实验研究[J];环境科学与技术;2010年08期
8 张占民;用粉煤灰煤矸石硫酸渣综合烧制水泥[J];粉煤灰综合利用;2002年05期
9 曹毅轩,崔宏兵,韩美玲,张宏伟;利用工业废渣生产瓷质外墙砖的研究[J];佛山陶瓷;2001年09期
10 白国华;周晓青;;硫酸渣配加磁铁矿制备氧化球团试验研究[J];钢铁;2009年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴鋆;锌精矿的高温氧化沸腾焙烧[J];四川有色金属;1997年02期
2 吴鋆;浅谈锌精矿的沸腾焙烧控制[J];四川有色金属;1998年01期
3 罗仙平;陈江安;熊淑华;;近年化学选矿技术进展[J];四川有色金属;2006年03期
4 何启贤;韩煜生;;降低高杂粗铅电解直流电耗的措施[J];四川有色金属;2008年02期
5 向浩予;;四川省杨家湾磁铁矿矿床地质特征及找矿标志[J];四川有色金属;2010年01期
6 李艳茹;周明顺;翟立委;张立国;任伟;;膨润土种类对生球团性能的影响[J];鞍钢技术;2009年02期
7 李金莲;李艳茹;周明顺;刘祥;张宁;;鞍钢4种典型铁精矿物化性能评价[J];鞍钢技术;2009年06期
8 张维维;赵成林;李广帮;王丽娟;;ANS-OB精炼终点温度预报模型[J];鞍钢技术;2010年02期
9 梁祥远;齐志宇;辛国强;谭大勇;;低硅低温铁水终点磷含量高的原因分析及控制[J];鞍钢技术;2010年03期
10 曹东;万雪峰;李德刚;廖相巍;赵刚;贾吉祥;;100t顶吹转炉单渣脱磷工艺的研究[J];鞍钢技术;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李冠军;;LF(VD)精炼工艺降低轴承钢氧含量的途径和目的[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
2 王玉胜;闫卫兵;王海龙;杨雄伟;;转炉炼钢快速成渣工艺分析[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
3 廖发明;郭家秀;尹华强;罗德明;;我国硫酸工业发展之路[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
4 张汉泉;;硫酸渣资源化利用实践[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
5 杨金林;莫伟;马少健;张红梅;;微波辅助焙烧回收硫化矿冶金烟灰中铁矿物试验研究[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
6 陈潇晶;程芳琴;;硫铁矿烧渣的资源化利用技术研究进展[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
7 杨敏;汤小军;张丽军;;某铁矿浮选脱硫试验[A];2009年金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨与技术成果推广交流暨设备展示会论文集[C];2009年
8 韩跃新;刘杰;李艳军;张淑敏;赵庆杰;;临江式铁锰矿石深度还原—高效分选技术研究[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
9 张胜广;薛生晖;毛拥军;郭永楠;黎红兵;王东;张茂;;中低品位菱、褐铁矿回转窑磁化焙烧工艺技术与装备[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
10 刘新建;王亚军;赵体茂;;豫光炼铅法生产实践[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王永东;氩弧熔敷原位自生颗粒增强镍基复合涂层研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 金炳界;铅冰铜氧压酸浸—电积提铜工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2008年
3 黄芳;高镁磷尾矿回收利用磷、镁的应用基础研究[D];昆明理工大学;2010年
4 徐耀兵;中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究[D];浙江大学;2009年
5 祝红梅;医疗废物中典型组分的热解焚烧特性及回转式流化冷渣三段焚烧系统的数值模拟[D];浙江大学;2009年
6 何环宇;LF废渣硫赋存相及亚临界水浸出去硫研究[D];武汉科技大学;2010年
7 李勇;低品位氧化铅锌矿硫化—浮选工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2009年
8 蒋明华;兰坪低品位氧化铅锌矿矿冶新工艺研究[D];昆明理工大学;2007年
9 于站良;超冶金级硅的制备研究[D];昆明理工大学;2010年
10 梁铎强;富锗闪锌矿氧压酸浸过程中锗的行为研究[D];昆明理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王茜;时效处理对快速凝固Cu-Cr合金组织性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 陈美燕;铁矿石价格波动对我国宏观经济影响研究[D];浙江理工大学;2010年
3 贾红;氧化物半导体的湿化学法制备[D];浙江理工大学;2010年
4 徐蕙;CuO薄膜和Cu/TiO_x复合薄膜的制备与表征[D];浙江理工大学;2010年
5 马晓芳;超细氢氧化镁制备的研究[D];郑州大学;2010年
6 易成;退火工艺对铸轧5052铝合金组织和性能的影响[D];郑州大学;2010年
7 王岩;Ca、Sr对AS21合金组织及性能的影响[D];郑州大学;2010年
8 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王家华;层状陶瓷Ti_3AlC_2的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 林爽;低温前驱体裂解法合成碳化硼粉体的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡鸿飞,李大成,吉红兵;纳米氧化铁的制备方法及进展[J];四川有色金属;2001年01期
2 刘闯,蒋其胜,王志勇,高静;论硫铁矿烧渣的再生与利用[J];安徽地质;2000年04期
3 张毅;王伟;朱伟;田炯;唐秋萍;陈泽智;;复合混凝剂处理模拟酸性大红染料废水的研究[J];安全与环境学报;2007年03期
4 李玉刚,姜立峰,印彩霞;阶段磨选新工艺选别磁铁矿的工业应用研究[J];包钢科技;2005年04期
5 刘建华,周土平,张家芸,马永坚;气/固反应动力学预测软件系统的开发[J];北京科技大学学报;1999年02期
6 张福元;张玉华;;氰渣综合利用提取金银的试验研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S3期
7 关成信,安玉玲;利用钛白副产物制取高纯氧化铁[J];磁性材料及器件;1994年03期
8 李广新;利用磁铁矿制备高纯α-Fe_2O_3[J];磁性材料及器件;1996年01期
9 陈甲斌;顾客度让价值与硫铁矿企业市场营销[J];地质技术经济管理;2004年02期
10 古昌红;单振秀;王瑞琪;;铬渣对土壤污染的研究[J];矿业安全与环保;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 韩跃新;杨小生;于福家;李艳军;袁致涛;;东北地区贫杂铁矿资源的开发与利用研究[A];2005年全国选矿高效节能技术及设备学术研讨与成果推广交流会论文集[C];2005年
2 张芹;张一敏;胡定国;杨建祥;;湖北巴东鲕状赤铁矿选矿试验研究[A];2006年全国金属矿节约资源及高效选矿加工利用学术研讨与技术成果交流会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 能源学硕士,工程师 姜仪云;[N];上海证券报;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭志坚,吴卫国;硫酸渣与冶金渣综合利用[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2002年02期
2 田玉清;硫酸渣的综合利用[J];环境工程;1995年02期
3 张永祥;;球团配加硫酸渣精粉的试验研究[J];涟钢科技与管理;2004年05期
4 王雪松,任允芙;苏州硫酸渣中铁矿物特征及其对选矿指标的影响[J];华东冶金学院学报;1997年02期
5 胡宾生,王晖;南化硫酸渣综合利用过程中矿物特征变化规律的研究[J];化学通报;2000年07期
6 彭志坚,刘涛,张敏;硫酸渣的开发利用[J];矿产综合利用;2004年02期
7 胡宾生,王雪松,李亮,张景智;铜陵硫酸渣的矿物特征及在磁化焙烧过程中的变化[J];矿产综合利用;1998年02期
8 胡宾生,王晖;铜陵硫酸渣磁化焙烧—磁选过程中硫赋存状态的变化[J];矿产综合利用;1999年01期
9 靳玉荣;;硫酸渣的类型及选铁方法[J];金属矿山;1980年03期
10 丁大富;;硫酸渣的综合利用[J];金属矿山;1986年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张汉泉;;硫酸渣资源化利用实践[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
2 唐道文;黄碧芳;王芹;王海峰;赵婷;;硫酸渣吸收含氯废气制取FeCl_3的实验研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(下册)[C];2008年
3 胡术刚;葛会超;李静静;吕宪俊;;硫酸渣综合回收磁选探索试验[A];第十一届全国粉体工程学术会暨相关设备、产品交流会论文集[C];2005年
4 唐道文;李军旗;杨书怀;毛小浩;赵平原;;低浓度盐酸与硫酸渣反应制取FeCl_3实验研究[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
5 于留春;彭圣宝;伍一鸣;;梅山硫精矿的综合利用与企业可持续发展[A];2005中国钢铁年会论文集(第2卷)[C];2005年
6 刘友华;;硫酸渣综合回收利用研究及生产实践[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
7 陈磊;潘志权;;利用硫酸渣制备绿色铁基颜料[A];中国化学会2005年中西部十五省(区)、市无机化学化工学术交流会论文集[C];2005年
8 田本昌;杨金宝;刘福来;;我国球团技术发展面临的问题及对策[A];2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(上)[C];2009年
9 靳恒洋;王宽;;硫酸渣的选铁研究与实践[A];第四届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2001年
10 侯更合;;江铜集团硫酸渣选铁工艺研究综述[A];2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 冯树伟;迈向全国的天池工贸[N];延边日报(汉);2011年
2 ;NMDC新建120万吨球团厂[N];世界金属导报;2011年
3 毛伟平;鄂州球团厂开展青年节能创新活动[N];中国冶金报;2008年
4 本报记者 柯恒 实习生 姚坚强 陈淑青;盲从的代价[N];黄石日报;2005年
5 记者 赵聪;总投资3.61亿 球团厂项目奠基[N];珠海特区报;2006年
6 赵志平;金平球团厂40万吨竖炉球团项目建设进展顺利[N];红河日报;2008年
7 黎杏;鄂州球团厂降“尘魔”有方[N];中国矿业报;2010年
8 通讯员 侯诗华 吴宇峰;鄂州500万吨球团厂彰显五大优势[N];中国矿业报;2007年
9 宋健浩;浙江绍兴:球团厂氟化物排放超标 农田绝收[N];人民政协报;2004年
10 周治华 李世新;鄂州球团厂与业务单位互签廉政责任书[N];中国矿业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 陈栋;含多金属硫酸渣制备预还原球团工艺及机理研究[D];中南大学;2012年
2 黄丹;钒钛磁铁矿综合利用新流程及其比较研究[D];中南大学;2012年
3 胡兵;铁矿球团微波加热煤基直接还原基础与技术研究[D];中南大学;2012年
4 徐劲力;造球机故障诊断技术及对承载建筑物舒适度评价研究[D];武汉理工大学;2009年
5 王祎;铁矿氧化球团链篦机—回转窑模拟模型和控制指导专家系统的研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李华伟;硫铁矿烧渣资源化开发与利用研究[D];昆明理工大学;2004年
2 吕丽丽;铁矿预还原球团微波加热煤基直接还原研究[D];中南大学;2010年
3 许士洪;工业废渣合成PAFCS絮凝剂及其在处理造纸黑液中的应用[D];武汉理工大学;2002年
4 周晓青;润磨强化硫酸渣制备氧化球团的技术及机理研究[D];中南大学;2009年
5 王玲珑;基于PLC的冷压球团烘干工段控制系统的研究[D];昆明理工大学;2012年
6 陈文达;硫化矿焙烧尾渣成球性能研究[D];昆明理工大学;2010年
7 李建臣;铬铁矿固态还原的基础及其强化技术研究[D];中南大学;2010年
8 高建荣;利用工业废弃物制备高胶凝性水泥熟料的研究[D];西安建筑科技大学;2007年
9 靳春皎;鞍钢大孤山球团厂货运管理系统的设计与实现[D];大连理工大学;2012年
10 曹明庚;郴州兴通球团有限公司发展战略研究[D];湖南大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026