發(fā)布時間：2020-05-28 00:43

【摘要】：目前，我國鋼鐵生產快速發(fā)展，合金鋼對金屬鈮及其化合物的需求量也隨之增加。然而我國對已有金屬鈮的提取利用率遠不能滿足國民經濟發(fā)展的需要。而且，現有的富鈮渣中大多含有害元素，如S、P、C、Si等元素，從而在一定程度上限制了鈮鐵冶煉的進一步發(fā)展。 針對此問題，為得到更純凈的富鈮渣，實現包頭白云鄂博特殊礦的鈮鐵資源的綜合利用，本文對白云鄂博含鈮鐵礦粉進行了氣基直接還原—渣金分離實驗，研究了硫在不同條件下（氫氣流量、還原時間、還原溫度）的氣基還原過程中的遷移行為，以及礦粉還原后的殘余硫在渣金分離過程中的遷移行為；在富鈮渣中硫含量最低的情況下，考察了鐵的金屬化率、富鈮渣中鈮的收得率、富鈮渣中硫的含量。 本論文的研究工作和成果主要包括以下內容： 熱力學研究。為了解氣基還原反應過程中各反應的可能性及進行的程度，對含鈮鐵礦粉通入氫氣的還原反應過程進行熱力學分析，判斷各個反應的難易程度。通過分析可知，在本實驗條件下（850℃~1050℃），含鈮鐵礦粉中以FeS2為主要存在形式的硫在還原過程中被還原成產物H2S形式去除，或者先分解出中間產物FeS和S2，后FeS較易被進一步還原成H2S去除；微量形式存在于鐵礦粉中的CaSO4較易與H2反應生成CaS，不能氣化去除。 氣基還原實驗。實驗研究了本實驗條件下還原溫度、還原時間、還原氣體流量對氣化脫硫率的影響規(guī)律，得到在先前研究成果金屬化率最佳條件：還原溫度（950℃）和還原時間（2h）情況下，隨單位時間氫氣量增加氣化脫硫率呈先上升后下降的趨勢，當氫氣流量在60L/h時，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率最高，達到95.91%；在氫氣流量（60L/h）和還原溫度（950℃）一定時，氣化脫硫率隨還原時間的增加呈升高趨勢，反應時間從1.5h提高到2h含鈮鐵礦粉中硫的氣化去除率提高明顯，當還原時間達2h時，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率達到95.91%，繼續(xù)增加還原時間，從2h增加到3h，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率僅僅增加了1.62%；在氫氣流量（60L/h）和還原時間（2h）一定時，隨著還原溫度的增加，含鈮鐵礦粉的氣化脫硫率呈先增加后減少的趨勢，氣化脫硫率在還原溫度為950℃時最高，達到95.91%。 渣金分離實驗。通過實驗測得最佳渣金分離條件為熔分溫度1550℃、熔分時間25min、升溫速度14℃/min，在此條件下對還原后的含鈮鐵礦粉進行真空熔分處理，實驗發(fā)現，真空熔分過程具有一定的脫硫能力，脫硫率與熔分前物料中剩余硫含量有關，即熔分過程脫硫率隨還原過程氣化脫硫率的增加（減少）而減少（增加）。在還原過程氣化脫硫率最高時，，熔分脫硫率為3.88%，此時總脫硫率最高，達到99.79%，鐵的金屬化率達96.80%，鈮收得率達94.55%以上，富鈮渣中的硫低于0.043%。
【圖文】：

圖 1.1 高爐轉爐電爐提鈮綜合利用工藝bC 滯留帶，從而使得鈮不能完全進入鐵液，但隨著溫度的粒分解成 Nb、C 均向金屬相溶解，而未分解的 NbC 顆粒間的延長金屬相周圍的 NbC 顆粒聚積成 NbC 鑲嵌塊進入

圖 1.2 二步電爐冶煉鈮鐵工藝21,22]研究了“二步法”工藝過程中鈮精礦還原過程的反應特內配球團預還原階段，當還原溫度為 1480℃、堿度為 0.8、80~100 min 之間的條件下可以獲得含 Nb2O5接近 20%的富
【學位授予單位】：內蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TF046;TF513

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 郭青蔚;鈮在鋼鐵工業(yè)中的應用[J];稀有金屬快報;2005年03期

2 張海峰;薛正良;周繼程;李小明;陳偉;;內配煤團塊直接還原法制備鐵粒技術研究[J];武漢科技大學學報(自然科學版);2007年02期

3 薛正良;周利剛;張海峰;馬國軍;吳莉嘉;;用含鐵物料和煤粉直接制備金屬鐵粒的新工藝研究[J];武漢科技大學學報;2008年05期

4 傅永新;談我國鈮鐵生產及鈮鐵標準[J];冶金標準化與質量;1996年01期

5 任俊,盧壽慈;世界鈮資源概況及其特征[J];有色礦冶;1997年05期

6 任海兵;;對我國硫鐵礦資源開發(fā)及利用的思考[J];中國礦業(yè);2010年03期

7 穆林;丁智敏;姜鑫;魏國;沈峰滿;;含鈮尾礦的直接還原研究[J];中國冶金;2010年04期

8 朱德慶,邱冠周,潘健;高硫鐵精礦“一步法”直接還原新工藝[J];中南工業(yè)大學學報(自然科學版);2002年01期

9 ;An Innovative Process for Direct Reduction of Cold bound Pellets from Iron Concentrate with a Coal-based Rotary Kiln[J];Journal of Central South University of Technology(English Edition);2000年02期

10 朱駿;馬春紅;郭曉菲;朱鴻民;;氣相還原制備超細微鈮和鉭粉末[J];稀有金屬;2007年01期

本文編號：2684420