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文檔簡(jiǎn)介
1、廣西平果鋁廠的拜耳法赤泥因含有Fe、Si、Al、Ca以及貴重的Ti、V、Sc(鈧)、稀土元素、Ta等稀有金屬而獨(dú)具特色,是一種珍貴而豐富的二次資源,具有非常高的綜合利用價(jià)值。通過(guò)COREX熔融還原煉鐵工藝處理平果赤泥,還原熔煉回收鐵;還原得到的鋁鈣爐渣濕磨溶出回收鋁、鈉;稀有金屬在浸出渣中得到富集,便于進(jìn)一步回收。在這三大冶金過(guò)程中,熔融還原過(guò)程是首要環(huán)節(jié),還原過(guò)程爐渣的冶金性能及熱力學(xué)性質(zhì)對(duì)冶煉過(guò)程具有非常重要的影響。本文高堿度CaO
2、-Al2O3-SiO2-MgO-TiO2-Na2O六元渣系粘度和脫硫性能的前期研究工作表明,在一定的組成范圍內(nèi),該渣系粘度完全滿足實(shí)際冶煉要求,并具有較強(qiáng)的脫硫能力,且少量的Na2O即可明顯提高爐渣的脫硫能力。
在高溫狀態(tài)下,爐渣組分會(huì)由于渣系中Na2O的揮發(fā)而發(fā)生變化,進(jìn)而影響爐渣的冶金性能及脫硫能力。因此,本文對(duì)渣中Na2O揮發(fā)動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究;在考慮Na2O揮發(fā)引起爐渣硫容量隨時(shí)間變化的基礎(chǔ)上,對(duì)高堿度渣系脫硫動(dòng)
3、力學(xué)進(jìn)行研究,建立脫硫動(dòng)力學(xué)模型,并對(duì)鐵液中硫含量隨時(shí)間的變化進(jìn)行了定量分析;由于在高溫冶煉過(guò)程中,熔渣中氧化鈣活度對(duì)渣金間脫硫反應(yīng)有直接影響,本文采用鄒氏渣-金(Sn)-氣平衡技術(shù)測(cè)定了渣中CaO活度,探明爐渣組分對(duì)渣中CaO活度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:
1)Na2O揮發(fā)過(guò)程在最初5分鐘內(nèi),化學(xué)反應(yīng)為速率控制環(huán)節(jié);在揮發(fā)后期40~60分鐘,渣相中O2-、Na+由渣相本體向渣氣界面擴(kuò)散為速率控制環(huán)節(jié);中間段可認(rèn)為是混合控制環(huán)
4、節(jié)。Na2O揮發(fā)率隨溫度、堿度、Na2O、Al2O3的增加而增加,隨TiO2含量的增加先增加后降低。
2)鐵液脫硫率隨著溫度、渣中Na2O,MgO含量及堿度的增加而增加,隨Al2O3和TiO2含量的增加而降低。在考慮Na2O揮發(fā)對(duì)爐渣硫容量影響的基礎(chǔ)上,建立了動(dòng)力學(xué)模型,利用該模型可以很好地對(duì)脫硫反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行定量分析。本實(shí)驗(yàn)中,初始時(shí)間的脫硫反應(yīng)速率常數(shù)對(duì)應(yīng)的活化能為172.58kJ mol-1,脫硫反應(yīng)速率限制環(huán)節(jié)為渣相質(zhì)量
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