论文题目: 高炉渣中有价组分选择性析出与解离
论文类型: 博士论文
论文专业: 冶金物理化学
作者: 李大纲
导师: 隋智通
关键词: 高炉渣,选择性析出,铈钙硅石,钙钛矿,单体解离
文献来源: 东北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 我国赋含多元素复合矿，比较有代表性的是包头白云鄂博矿和攀枝花钒钛磁铁矿。由于这些复合矿的矿物组成复杂，嵌布粒度细小，属难选、难冶的矿产资源。含铁复合矿开发利用是以冶炼铁元素为主，综合回收其它有价元素。原矿中非铁金属元素绝大部分进入渣相，成为复合矿冶金炉渣。 含稀土高炉渣是包头白云鄂博含铁、稀土、铌和萤石的复合矿直接入高炉冶炼的中间产品。在冶炼过程中，铁、磷、铌等被还原进入铁基的金属相，而稀土几乎不能被还原，留在渣相。 含钛高炉渣，是冶炼钒钛磁铁矿产生的高炉渣。TiO2约占23-25％，主要分布于钙钛矿、富钛透辉石和攀钛透辉石中。已有的工作表明：对该渣进行氧化改性处理，可使TiO2富集于钙钛矿相，且钙钛矿相的晶粒度可达50微米，满足选矿分离的要求。本文基于选择性析出原理，研究了含稀土高炉渣中相的构成、铈钙硅石相析出长大和含钛高炉渣中钙钛矿相的单体解离。研究结果如下： 应用扫描电镜（SEM）观察并配合成分能谱分析（EDX）和X射线衍射（XRD）分析的方法，研究了含稀土高炉凝渣的相构成。结果表明：绝大部分的稀土在凝固过程中富集到铈钙硅石（RE2O3·CaO·2SiO2）一相中。凝渣由铈钙硅石、枪晶石（CaF2·3CaO·2SiO2）、萤石（CaF2）和硫化钙（CaS）四相构成。 应用“淬火法”并结合图像分析技术，研究了等温及非等温过程含稀土高炉渣中铈钙硅石相的结晶行为，并讨论了该相析出和长大的动力学规律。实验结果表明：铈钙硅石相的开始析出温度为1310℃；铈钙硅石相的析出、生长与冷却速度α有关，冷却速度小，粗化明显，有利于铈钙硅石相长大。当α=0.5℃／min时，体积分数可达20％，平均半径150-180μm。铈钙硅石相的等温和变温过程析出动力学分别服从JMA和JMAK经验方程。等温准平衡过程铈钙硅石相颗粒平均半径的立方与时间呈直线关系。 含钛高炉渣的氧化改性处理，改变了凝渣的相构成，凝渣由钙钛矿相、硅灰石相及尖晶石相构成。 适当氧化对高炉渣中钙钛矿相的析出、长大和单体解离有利，本文实验条件下，氧化处理4分钟、磨矿细度-38μm钙钛矿的单体解离度可达到72％左右。通过对钙钛矿相单体解离的分析，渣中钙钛矿相的解离以分散解离为主，提高钙钛矿相的粒度仍是首要任务。
论文目录:
独创性声明
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 选择性析出技术的研究开发概况
1.2.1 选择性析出技术
1.2.2 选择性析出技术的前期研究成果与现状
1.3 含稀土高炉渣
1.3.1 白云鄂博矿资源概述
1.3.2 白云鄂博矿加工处理
1.3.3 含稀土高炉渣的冶炼制备
1.3.4 含稀土高炉渣的工艺矿物学的研究
1.3.5 含稀土高炉渣的应用
1.4 含钛高炉渣
1.4.1 攀枝花钒钛磁铁矿概述
1.4.2 钒钛磁铁矿的加工处理
1.4.3 含钛高炉渣的组成及工艺矿物学
1.4.4 含钛高炉渣的氧化改性处理
1.4.5 钙钛矿选矿研究概况
1.4.6 含钛高炉渣的利用
1.5 研究的目的与内容
1.5.1 含稀土高炉渣稀土相的析出长大的研究
1.5.2 含钛高炉渣钙钛矿相单体解离的研究
第二章 含稀土高炉凝渣相组成的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 样品的微观形貌
2.3.2 EDX成分分析
2.3.3 炉渣中Ce的价态
2.3.4 稀土富集相A的物相分析与讨论
2.3.5 含稀土矿相的形成规律
2.3.6 X-ray衍射分析
2.4 小结
第三章 铈钙硅石相析出、长大的因素
3.1 引言
3.2 熔渣中铈钙硅石相析出温度区间
3.2.1 相析出的研究方法
3.2.2 实验
3.2.3 结果与分析
3.3 冷却速度对铈钙硅石相析晶的影响
3.3.1 实验方法
3.3.2 结果与讨论
3.4 小结
第四章 铈钙硅石相析出、长大动力学研究
4.1 引言
4.2 铈钙硅石相析出、长大及粗化的机理
4.2.1 铈钙硅石相的形核
4.2.2 铈钙硅石相的长大机理
4.2.3 铈钙硅石相的粗化
4.3 等温过程铈钙硅石相的析出长大
4.3.1 实验
4.3.2 铈钙硅石相的结晶行为
4.3.3 铈钙硅石相析出动力学
4.3.4 铈钙硅石相长大动力学
4.4 变温过程铈钙硅石相的析出与长大
4.4.1 实验
4.4.2 铈钙硅石相的结晶行为
4.4.3 热处理制度对铈钙硅石相析晶量的影响
4.4.4 热处理制度对铈钙硅石相晶粒度的影响
4.5 小结
第五章 氧化与改性渣中钙钛矿相单体解离
5.1 引言
5.2 单体解离度的测定方法
5.2.1 实体显微镜测定法
5.2.2 反光显微镜测定法
5.3 实验
5.4 氧化对改性渣中矿物组成及结晶学特点的影响
5.4.1 氧化对改性渣中矿物组成的影响
5.4.2 氧化对改性渣中钙钛矿相析出形貌的影响
5.4.3 氧化时间对改性渣中钙钛矿相析晶的影响
5.5 改性渣中钙钛矿相的单体解离
5.5.1 磨矿细度对钙钛矿相单体解离的影响
5.5.2 氧化时间对钙钛矿相单体解离度的影响
5.6 小结
第六章 添加剂对钙钛矿相单体解离的影响
6.1 引言
6.2 实验
6.2.1 原料的准备和处理
6.2.2 坩埚的选择
6.2.3 实验内容与实验过程
6.3 结果与分析
6.3.1 CaO与改性渣中钙钛矿相结晶和解离
6.3.2 CaF_2与改性渣中钙钛矿相结晶和解离
6.3.3 MnO与改性渣中钙钛矿相结晶和解离
6.4 小结
第七章 结论
7.1 含稀土高炉渣
7.2 含钛高炉渣
致谢
攻读博士期间发表的论文
发布时间: 2006-10-25
参考文献
- [1].高炉渣热载体煤/水蒸气制取合成气的应用基础研究[D]. 段文军.东北大学2016
- [2].高炉渣余热回收及碳资源协同减排应用基础研究[D]. 李朋.东北大学2013
- [3].低钛高炉渣资源化利用研究[D]. 张明博.北京科技大学2017
- [4].低钛高炉渣资源化利用研究[D]. 张明博.钢铁研究总院2017
- [5].有机聚合物改性含钛高炉渣免烧免蒸砖的研究[D]. 孔祥文.东北大学2008
- [6].矿冶废渣在水污染治理中应用的试验研究[D]. 袁峥.武汉理工大学2010
- [7].利用水淬高炉渣制备吸附剂及其在环境污染控制中的应用[D]. 高宏宇.中国地质大学2017
- [8].钢铁行业固体废弃物农业利用基础技术研究[D]. 任玉森.天津大学2007
相关论文
- [1].熔渣中钒、钛和铈化合物超重力分离技术基础[D]. 李军成.北京科技大学2015
- [2].含硼高炉钛渣粘性特征与结构的研究[D]. 高艳宏.重庆大学2012
- [3].铜渣中有价组分的选择性析出研究[D]. 张林楠.东北大学2005
- [4].炼铁高炉新型节能风口的研究及应用[D]. 黄晓煜.东北大学2006
- [5].钒钛磁铁矿固态还原强化及综合利用研究[D]. 郭宇峰.中南大学2007