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低品位红土镍矿综合利用现状及进展 被引量：28
1
作者 朱德庆 田宏宇 +3 位作者 潘建 廖辉 郭正启 薛钰霄 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期351-362,共12页
不锈钢领域在镍消费结构中占主导地位,随着硫化镍矿资源的枯竭和镍铁合金需求量的增加,红土镍矿作为现阶段主要镍基生产原料,火法处理工艺已逐渐成为其主流工艺。但随着进口到国内的红土镍矿资源品位走低,原料特性更加复杂化,如何绿色... 不锈钢领域在镍消费结构中占主导地位,随着硫化镍矿资源的枯竭和镍铁合金需求量的增加,红土镍矿作为现阶段主要镍基生产原料,火法处理工艺已逐渐成为其主流工艺。但随着进口到国内的红土镍矿资源品位走低,原料特性更加复杂化,如何绿色高效地利用这些低品位资源进行镍铁合金制备,已逐渐成为实现中国不锈钢产业可持续发展的瓶颈。根据国内外研究现状并结合本课题组相关的研究工作,综述了现阶段红土镍矿火法处理工艺的研究进展和存在的不足,通过系统地开发出低品位红土镍矿火法处理工艺关键协同技术,以期解决不锈钢生产所需镍基原料的短缺局面和实现不锈钢工业绿色健康发展。 展开更多
关键词 镍铁 红土镍矿 火法冶金 RKEF法 烧结-高炉法 直接还原-磁选法
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气基直接还原工艺研究进展和发展思考 被引量：13
2
作者 朱德庆 薛钰霄 +3 位作者 潘建 唐筑成 杨聪聪 江荣才 《烧结球团》 北大核心 2022年第1期1-9,86,共10页
钢铁工业低碳发展对我国如期实现“碳达峰”和“碳中和”的目标至关重要。本文在介绍目前钢铁工业碳排放现状及直接还原工艺发展现状的基础上分析了气基直接还原工艺发展趋势,指出气基竖炉工艺是其大力发展的方向,并提出了实现该工艺设... 钢铁工业低碳发展对我国如期实现“碳达峰”和“碳中和”的目标至关重要。本文在介绍目前钢铁工业碳排放现状及直接还原工艺发展现状的基础上分析了气基直接还原工艺发展趋势,指出气基竖炉工艺是其大力发展的方向,并提出了实现该工艺设备大型化及促进原料来源多样化的建议,以期为行业碳减排提供解决方案。 展开更多
关键词 碳减排 直接还原 气基直接还原 DRI 铁精矿
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红土镍矿烧结节能降耗技术研究及应用 被引量：11
3
作者 薛钰霄 潘建 +3 位作者 朱德庆 潘料庭 黄庆周 黄学忠 《中国冶金》 CAS 北大核心 2021年第9期92-97,共6页
褐铁矿型红土镍矿具有较低的铁品位和丰富的结晶水及高熔点矿物,这导致其烧结矿产质量低、固体燃耗高。通过开发加压致密化烧结技术、热废气循环烧结技术及多力场协同强化烧结技术,显著改善了其烧结矿产质量指标,有力地促进了节能减排... 褐铁矿型红土镍矿具有较低的铁品位和丰富的结晶水及高熔点矿物,这导致其烧结矿产质量低、固体燃耗高。通过开发加压致密化烧结技术、热废气循环烧结技术及多力场协同强化烧结技术,显著改善了其烧结矿产质量指标,有力地促进了节能减排。相对于常规烧结工艺,采用多力场协同强化技术后,烧结矿转鼓强度由45.87%增至56.93%,利用系数由0.97增至1.15 t/(m^(2)·h),固体燃耗从140.52减至107.91 kg/t,废气中CO_(2)、NOx及SO_(2)最高体积分数分别由27.42%、0.0198%和0.2615%降至19.89%、0.0154%及0.2030%,有害气体排放明显减少。这在相关工业应用中得到进一步验证。为更好地实现褐铁矿型红土镍矿烧结的清洁生产,可开发球团烧结技术,以进一步改善烧结矿产质量指标和降低生产能耗,值得大力推广应用。 展开更多
关键词 褐铁矿型红土镍矿 烧结 节能降耗 CO2减排 不锈钢
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废弃块矿作铺底料强化红土矿烧结工艺及机制 被引量：10
4
作者 朱德庆 薛钰霄 +3 位作者 潘建 田宏宇 潘料庭 黄庆周 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期591-600,共10页
为减少因低品位废弃含镍矿堆积而产生的重金属污染和镍资源浪费,同时达到有效利用固废资源及改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能的目的,在研究两者基本物化性能及矿物赋存状态的基础上,对比了褐铁矿型红土镍矿无铺底料烧结工艺、烧结矿铺底... 为减少因低品位废弃含镍矿堆积而产生的重金属污染和镍资源浪费,同时达到有效利用固废资源及改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能的目的,在研究两者基本物化性能及矿物赋存状态的基础上,对比了褐铁矿型红土镍矿无铺底料烧结工艺、烧结矿铺底料烧结工艺及废弃块矿铺底料烧结工艺各项指标,并揭示了相关机制。结果表明:相对于无铺底料烧结工艺及烧结矿铺底料烧结工艺,采用废弃块矿作为铺底料能更为有效地改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能,烧结矿转鼓强度分别提高10.16%、3.82%,利用系数分别增加13.40%、6.80%,固体燃耗分别降低9.64%、9.20%;同时,烧结矿冶金性能优异,RI和RDI+3.15mm分别高达78.24%及96.79%。固结机制研究发现:相对于其他2种工艺,废弃块矿铺底料烧结工艺中,烧结矿微观结构由大孔薄壁结构转化为大孔厚壁结构,且孔洞趋于规则的圆形;另外,SFCA面积分数由7.27%、8.78%增至12.21%,并沿孔洞边缘向内部发展,主要固相—铁尖晶石晶粒有所长大,彼此之间连结程度较好,能更为有效地被液相所润湿,烧结矿微观结构更为紧密,从而使得烧结矿强度进一步提高。而强度更高的块矿作为铺底料,料层透气性更为有效地提高,促进了无烟煤的充分燃烧,使得烧结矿固体燃耗大幅降低,利用系数明显改善。 展开更多
关键词 低品位废弃含镍块矿 铺底料 褐铁矿型红土镍矿烧结 透气性 固结机制
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铁矿粉高温反应性能综合指数评价烧结性能 被引量：8
5
作者 朱德庆 薛钰霄 +2 位作者 潘建 杨聪聪 师本敬 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期19-28,64,共11页
为了解决如何利用铁矿粉多项高温反应性能指标评价其烧结性能的难题,基于综合评价方法,提出了铁矿粉高温反应性能综合指数,并通过铁矿粉高温反应性能4项指标的测定及烧结杯试验,研究了单矿A、B、C以及C矿分别与A矿和B矿混合的矿粉的高... 为了解决如何利用铁矿粉多项高温反应性能指标评价其烧结性能的难题,基于综合评价方法,提出了铁矿粉高温反应性能综合指数,并通过铁矿粉高温反应性能4项指标的测定及烧结杯试验,研究了单矿A、B、C以及C矿分别与A矿和B矿混合的矿粉的高温反应性能及烧结性能。结果表明,对于高温反应性能,混合矿粉同化性能和液相流动性具有线性迭加性,黏结相自身强度和铁酸钙生成特性线性迭加性差。对于烧结性能,混合矿粉烧结矿转鼓强度具有线性迭加性,烧结矿产量(利用系数)和固体燃耗没有线性迭加性。无论单矿或混合矿,烧结转鼓强度与其高温反应性能综合指数呈线性正相关,其R2(相关系数的平方值)值分别高达0.9403和0.9702,拟合度好;而烧结利用系数及固体燃耗与其相关性差。因此,铁矿粉高温反应性能综合指数可以很好地评价和预测烧结矿转鼓强度,但不能有效地解释烧结矿产量和固体燃耗的变化。 展开更多
关键词 铁矿粉 高温反应性能综合指数 烧结性能 相关性
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利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿制备Fe-Cr-Ni合金
6
作者 薛钰霄 朱德庆 +2 位作者 潘建 游志雄 吕学伟 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期1494-1506,共13页
我国是不锈钢第一生产大国,但作为冶炼不锈钢主要原料的镍矿及铬铁矿资源贫乏,占红土镍矿资源总量60%以上的褐铁矿型红土镍矿与低品位铬铁矿愈发受到关注。同时,不锈钢冶炼通常需先分别生产铬铁和镍铁,工艺流程长,生产成本高。因此,本... 我国是不锈钢第一生产大国,但作为冶炼不锈钢主要原料的镍矿及铬铁矿资源贫乏,占红土镍矿资源总量60%以上的褐铁矿型红土镍矿与低品位铬铁矿愈发受到关注。同时,不锈钢冶炼通常需先分别生产铬铁和镍铁,工艺流程长,生产成本高。因此,本文基于烧结—高炉工艺,利用褐铁矿型红土镍矿烧结矿低成本地一步制备出了Fe-Cr-Ni合金。通过热力学分析及熔炼参数的优化,重点研究了不同Cr_(2)O_(3)含量的含镍烧结矿(S1:4.84 wt%;S3:7.72 wt%)的熔炼特性。在熔炼时间60 min(S1)/90 min (S3)、熔炼温度1600℃、焦粉用量20 wt%、炉渣碱度1.0的最佳条件下,成功制备出了铬品位5.6 wt%~9.3 wt%、镍品位1.55 wt%~1.70 wt%、铁品位84 wt%~88 wt%的Fe-Cr-Ni合金,其铬、镍和铁的回收率分别在90%、98%和96%以上。研究表明,含镍烧结矿Cr_(2)O_(3)含量的提高会造成熔炼时间的延长,这不利于焦比的降低与不锈钢产量的提高。在后续研究中,将开发出由含镍烧结矿与含铬球团矿构成的综合炉料结构,以更有效地实现高铬镍铁的冶炼。 展开更多
关键词 熔炼特性 褐铁矿型红土镍矿烧结矿 FE-CR-NI合金 渣铁分离
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Ca_(3)TiFe_(2)O_(8)的高温热容和冶金性能研究
7
作者 曾俊杰 李刚 +2 位作者 陈炼 薛钰霄 吕学伟 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2024年第3期141-146,共6页
烧结矿的质量很大程度上取决于其粘结相的特性。为促进钒钛磁铁矿资源在烧结领域的高效利用,对含TiO_(2)的钙铁氧体体系进行了研究。在含钛铁矿烧结矿中发现了Ca_(3)TiFe_(2)O_(8)(CTF)的存在,后经由固态反应成功制备出了CTF,并通过Dro... 烧结矿的质量很大程度上取决于其粘结相的特性。为促进钒钛磁铁矿资源在烧结领域的高效利用,对含TiO_(2)的钙铁氧体体系进行了研究。在含钛铁矿烧结矿中发现了Ca_(3)TiFe_(2)O_(8)(CTF)的存在,后经由固态反应成功制备出了CTF,并通过Drop法测定了CTF的高温热容,得到了其高温热容量的拟合函数。同时,还对其冶金性能(熔化性能和还原行为)进行了检测分析。结果表明,CTF的软化温度、熔化温度和流动温度分别为1 418、1 461℃和1 480℃。非等温还原结果表明,CTF被一步还原成Fe、CaO和CaO·TiO_(2),当温度达到1 150℃时,CTF还原完成。 展开更多
关键词 烧结 钒钛磁铁矿 Ca_(3)TiFe_(2)O_(8) 高温热容 冶金性能
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强化褐铁矿型红土镍矿烧结技术研究 被引量：1
8
作者 潘晶 唐博 +6 位作者 曾垚 王子宏 阮志勇 朱德庆 潘建 郭正启 薛钰霄 《铁合金》 CAS 2022年第6期25-32,共8页
针对传统褐铁矿型红土镍矿烧结工艺能耗高、强度差等缺点,提出了热风循环和加压自致密化多力场协同及配加铬铁矿新思路,以显著改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能。经烧结杯试验,在混合料水分21.5%,无烟煤用量6.38%,焦粉用量2.13%,返矿配比30... 针对传统褐铁矿型红土镍矿烧结工艺能耗高、强度差等缺点,提出了热风循环和加压自致密化多力场协同及配加铬铁矿新思路,以显著改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能。经烧结杯试验,在混合料水分21.5%,无烟煤用量6.38%,焦粉用量2.13%,返矿配比30%条件下,红土镍矿基本烧结性能最佳,烧结矿转鼓强度、烧成率、利用系数及固体燃耗分别为54.67%、64.40%、1.04 t/m^(2)·h和165.17 kg/t。经铬铁矿和卡粉配比优化及多力场协同强化,烧结性能明显改善,尤其在卡粉配比为15%时,相对于基准试验,烧结矿转鼓强度和利用系数分别提高15.84%和10.58%,固体燃耗降低31.33%。烧结矿固结机理分析表明,多力场协同强化工艺可促进复合铁酸钙(SFCA)的大量生成和铁尖晶石晶粒的明显长大,烧结矿微观结构更为紧密,从而使烧结矿产质量指标显著提高。 展开更多
关键词 红土镍矿 铬铁矿 多力场 协同强化
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高铝铁矿和高锰铁矿共还原行为的研究
9
作者 朱德庆 薛钰霄 +1 位作者 潘建 周仙霖 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2017年第1期1-7,37,共8页
高铝铁矿和高锰铁矿是两种储量丰富但又极难分选的铁矿资源,实现铁、锰、铝的高效综合利用具有重要意义.本文研究了这两种铁矿石工艺矿物学,考查了单矿种及两者的混合矿种的直接还原行为及还原过程中的矿物组成演变,揭示了相应的还原机... 高铝铁矿和高锰铁矿是两种储量丰富但又极难分选的铁矿资源,实现铁、锰、铝的高效综合利用具有重要意义.本文研究了这两种铁矿石工艺矿物学,考查了单矿种及两者的混合矿种的直接还原行为及还原过程中的矿物组成演变,揭示了相应的还原机理.结果表明:高铝铁矿难还原,其机理为经还原后仅部分铁氧化物转化为金属铁,其余的铁与铝、硅矿物形成难还原的铁橄榄石和铁尖晶石;高锰铁矿易还原,其中的铁氧化物大部分被还原成金属铁,锰氧化物与铝、硅矿物结合形成锰尖晶石和锰橄榄石,促进了铁氧化物的还原.而且在相同还原条件下,高锰铁矿球团金属化率比高铝铁矿高30个百分点,前者还原性明显优于后者.两种矿进行共还原,当高锰铁矿配比达到60%时,球团金属化率就可大于90%.锰氧化物的存在对高铝铁矿石中铁氧化物的还原具有显著的促进作用. 展开更多
关键词 高铝铁矿 高锰铁矿 共还原
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