真空碳熱還原法提取高爐粉塵中鋅的研究
發(fā)布時間：2021-12-17 09:21
鋅在高爐中是一種微量元素，主要以氧化物和硫化物形態(tài)進入高爐中。鋅在高爐中的循環(huán)主要是在高爐內(nèi)部的小循環(huán)和在燒結(jié)-高爐間大循環(huán)。當高爐粉塵中含鋅量較高時，返回高爐會產(chǎn)生很大危害，軟化爐襯，降低高爐壽命，并降低高爐產(chǎn)量，影響鐵水質(zhì)量。納米氧化鋅是一種多功能性的新型無機材料，與傳統(tǒng)氧化鋅相比，納米氧化鋅具有比表面積大、化學活性高等特點，近年來發(fā)現(xiàn)它在催化、光學、磁學、力學等方面展現(xiàn)出許多特殊功能。本文以常州中天鋼鐵廠高爐粉塵為原料，采用真空碳熱還原方法提取高爐粉塵中鋅，富集的含鐵、碳的還原殘渣作為煉鐵原料返回煉鐵系統(tǒng)循環(huán)使用。通過EDS、SEM及XRD等檢測手段，分析了產(chǎn)物形貌影響。根據(jù)“收縮核模型”和擴散理論研究了高爐粉塵球團真空碳熱還原過程中Zn還原動力學，詳細考察了系統(tǒng)壓強、球團直徑、還原溫度對Zn還原率的影響。探討了冷凝物水洗、真空蒸餾、熔析除碳和真空控氧法制備納米氧化鋅的工藝過程和條件。實驗結(jié)果表明：在還原溫度1173K，還原時間45min，壓強1Kpa條件下真空碳熱還原高爐粉塵，Zn的還原率為93.19％，還原殘渣中鋅含量較低。真空碳熱還原動力學研究發(fā)現(xiàn)，相對于鋅蒸汽和CO氣體的...
【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省
【文章頁數(shù)】：92 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
回轉(zhuǎn)窯法制取鋅流程圖
(a) SEM(b)FeK (C)ZnK圖2.2 高爐粉塵的SEM圖和Fe、Zn的面分布Fig.2.2 SEM of dust dried in BF and surface distribution of Fe、Zn從 2.2(a)中可以看出，高爐粉塵表面比較粗糙，形狀不規(guī)則，而且尺寸大小不一，。從（b）和（c）中可以看出，F(xiàn)e得分布比較稠密，堆垛在一起，而Zn的分布卻相對較稀疏、均勻。2.2 實驗設備、流程及方法2.2.1 實驗設備及儀器實驗采用的設備和儀器主要有：管式電阻爐（最高溫度 1000℃，如圖 2-3）（宜興市精益電爐有限公司）、2XZ-I 型旋片真空泵、TCE-II 智能溫度控制器（上海崇明實驗儀器廠）、DP-AF（真空）精密數(shù)字壓力計（南京桑力電子設備廠）、燒杯、磁力攪拌器、抽濾機、烘箱、DTG/DSC1 熱分析儀、島津 XRD-6000X 射線衍射儀、JSM-6510LA 掃描電子顯微鏡、石英坩堝和冷卻水系統(tǒng)等。
13圖 2.3 工藝流程圖 Fig.2.3 Flow chart 原。真空碳熱還原實驗設備如圖 2.4 所示。由于空量，所以做實驗前應先將粉塵進行烘干。將高爐勻，制成直徑為 8-15mm 的球團，然后在 110℃左，再將石英坩堝放入反應器內(nèi)，密封后抽到實驗需，將反應器放入電阻爐中，開始計算還原時間。中和冷凝器上取出還原殘渣和冷凝物。用 EDTA后按照如式 2.1 計算 Zn 的還原率。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼鐵廠含鋅粉塵綜合利用及相關(guān)處理工藝比較[J]. 佘雪峰,薛慶國,王靜松,孔令壇. 煉鐵. 2010(04)
[2]真空碳熱還原處理氧化鋅礦理論分析及實驗研究[J]. 熊利芝,陳啟元,尹周瀾,張平民. 真空科學與技術(shù)學報. 2010(03)
[3]真空碳熱還原處理低品位氧化鉛鋅礦熱力學分析及實驗研究[J]. 熊利芝,陳啟元,尹周瀾,張平民. 礦冶工程. 2009(04)
[4]納米氧化鋅的制備及應用[J]. 張彥甫,劉見祥,聶登攀,陳祖康. 貴州化工. 2008(02)
[5]高爐塵泥化學除鋅[J]. 黃志華,伍喜慶,彭冠蘭. 中國有色金屬學報. 2007(07)
[6]轉(zhuǎn)底爐工藝的發(fā)展與實踐[J]. 朱榮,任江濤,劉綱,萬天驥,徐萌. 北京科技大學學報. 2007(S1)
[7]納米氧化鋅粒子分散性對其吸收光譜的影響[J]. 胡澤善,傅敏,魏小平,邵明浩. 物理化學學報. 2007(01)
[8]鋼鐵企業(yè)粉塵的綜合處理與利用[J]. 陳硯雄,馮萬靜. 燒結(jié)球團. 2005(05)
[9]開辟除塵灰利用和環(huán)保新途徑[J]. 劉承軍,扈恩征. 中國冶金. 2004(09)
[10]有色金屬真空冶金進展[J]. 戴永年,楊斌,馬文會,陳為亮,代建清. 昆明理工大學學報(理工版). 2004(04)
碩士論文
[1]高磷鮞狀赤鐵礦煤基直接還原法提鐵脫磷技術(shù)研究[D]. 周繼程.武漢科技大學 2007
[2]ZnO花束狀晶須及納米棒的制備與形貌控制[D]. 劉長友.西北工業(yè)大學 2005
本文編號：3539836
【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省
【文章頁數(shù)】：92 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
回轉(zhuǎn)窯法制取鋅流程圖
(a) SEM(b)FeK (C)ZnK圖2.2 高爐粉塵的SEM圖和Fe、Zn的面分布Fig.2.2 SEM of dust dried in BF and surface distribution of Fe、Zn從 2.2(a)中可以看出，高爐粉塵表面比較粗糙，形狀不規(guī)則，而且尺寸大小不一，。從（b）和（c）中可以看出，F(xiàn)e得分布比較稠密，堆垛在一起，而Zn的分布卻相對較稀疏、均勻。2.2 實驗設備、流程及方法2.2.1 實驗設備及儀器實驗采用的設備和儀器主要有：管式電阻爐（最高溫度 1000℃，如圖 2-3）（宜興市精益電爐有限公司）、2XZ-I 型旋片真空泵、TCE-II 智能溫度控制器（上海崇明實驗儀器廠）、DP-AF（真空）精密數(shù)字壓力計（南京桑力電子設備廠）、燒杯、磁力攪拌器、抽濾機、烘箱、DTG/DSC1 熱分析儀、島津 XRD-6000X 射線衍射儀、JSM-6510LA 掃描電子顯微鏡、石英坩堝和冷卻水系統(tǒng)等。
13圖 2.3 工藝流程圖 Fig.2.3 Flow chart 原。真空碳熱還原實驗設備如圖 2.4 所示。由于空量，所以做實驗前應先將粉塵進行烘干。將高爐勻，制成直徑為 8-15mm 的球團，然后在 110℃左，再將石英坩堝放入反應器內(nèi)，密封后抽到實驗需，將反應器放入電阻爐中，開始計算還原時間。中和冷凝器上取出還原殘渣和冷凝物。用 EDTA后按照如式 2.1 計算 Zn 的還原率。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼鐵廠含鋅粉塵綜合利用及相關(guān)處理工藝比較[J]. 佘雪峰,薛慶國,王靜松,孔令壇. 煉鐵. 2010(04)
[2]真空碳熱還原處理氧化鋅礦理論分析及實驗研究[J]. 熊利芝,陳啟元,尹周瀾,張平民. 真空科學與技術(shù)學報. 2010(03)
[3]真空碳熱還原處理低品位氧化鉛鋅礦熱力學分析及實驗研究[J]. 熊利芝,陳啟元,尹周瀾,張平民. 礦冶工程. 2009(04)
[4]納米氧化鋅的制備及應用[J]. 張彥甫,劉見祥,聶登攀,陳祖康. 貴州化工. 2008(02)
[5]高爐塵泥化學除鋅[J]. 黃志華,伍喜慶,彭冠蘭. 中國有色金屬學報. 2007(07)
[6]轉(zhuǎn)底爐工藝的發(fā)展與實踐[J]. 朱榮,任江濤,劉綱,萬天驥,徐萌. 北京科技大學學報. 2007(S1)
[7]納米氧化鋅粒子分散性對其吸收光譜的影響[J]. 胡澤善,傅敏,魏小平,邵明浩. 物理化學學報. 2007(01)
[8]鋼鐵企業(yè)粉塵的綜合處理與利用[J]. 陳硯雄,馮萬靜. 燒結(jié)球團. 2005(05)
[9]開辟除塵灰利用和環(huán)保新途徑[J]. 劉承軍,扈恩征. 中國冶金. 2004(09)
[10]有色金屬真空冶金進展[J]. 戴永年,楊斌,馬文會,陳為亮,代建清. 昆明理工大學學報(理工版). 2004(04)
碩士論文
[1]高磷鮞狀赤鐵礦煤基直接還原法提鐵脫磷技術(shù)研究[D]. 周繼程.武漢科技大學 2007
[2]ZnO花束狀晶須及納米棒的制備與形貌控制[D]. 劉長友.西北工業(yè)大學 2005
本文編號：3539836
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