利用隧道窑煅烧优质镁砂试验
2019-01-07 17:37:56
我矿菱镁矿易烧结,采用二步煅烧工艺,以煤气隧道窑做为煅烧设备,进行了优质镁砂的煅烧试验。试制出了MgO含量为96.28%、体积密度为3.33g/cm3的优质镁砂。
一、原料及结合剂
原料为我矿选矿厂浮选提纯的两种镁精矿粉,编号分别为MB和MC,其化学组成见表1。
表1 镁精矿粉的化学组成,%镁精矿粉轻烧是在隧道窑内进行,需将镁精矿粉压成荒坯,镁精矿粉本身无结合性能,需要加入一定量的结合剂。我们在试验中选用了轻烧氧化镁粉做为镁精矿粉压坯用的结合剂,其性能指标:灼减1.60%、SiO2 0.55%、Fe2O3 1.12%、Al2O3 0.35%、CaO 1.27%、MgO 96.74%,细度小于74μm占90%。
二、轻烧
混合设备采用JW250型强制式涡浆搅拌机。混合时先加镁精矿粉和7%(外加)的轻烧氧化镁粉,干混2min,再加自来水5%(外加),湿混3min出料。将混合好的镁精矿粉在300t摩擦压砖机上压成长230宽115高65mm的荒坯。荒坯体积密度均大于2.3g/cm3。压坯时荒坯不得有层裂,以避免荒坯在轻烧过程中散裂,造成“倒垛”。
压制后的荒坯在24.5m隧道式干燥器内干燥32h。干燥后的荒坯水分不大于0.5%。荒坯在窑车上采用侧立放,坯垛为空心,高温气体可进入坯垛内,增加了与荒坯之间的换热面积,以达到缩短轻烧时间的目的。
荒坯的轻烧是在隧道窑内进行,窑净空尺寸:长82.7宽2.3高1.4m,共33个车位,15~20#车位为煅烧带,以热发生炉煤气为燃料,煅烧带温度为1000~1050℃,推车时间间隔1h,即每辆窑车在煅烧带停留6h。轻烧后的荒坯经粉碎设备粉碎后就得到了具有一定细度的轻烧氧化镁粉。两种镁精矿粉轻烧后得到的轻烧氧化镁粉的指标见表2。
表2 轻烧氯化镁粉指标1)轻烧氧化镁粉编号MQB、MQC与对应的镁精矿粉编号分别是MB和MC。
三、死烧
磨细是本试验中的关键工序之一。因为隧道窑尽管窑温较高(最高煅烧温度1630℃),但与超高温竖窑相比,窑温至少要低250℃左右。表2中轻烧氧化镁粉的细度远不能满足工艺要求。因此,必须对轻烧氧化镁粉进行再磨细。磨细能够破坏轻烧氧化镁中存在的母盐假象,破坏轻烧氧化镁的未分解的菱镁矿的结晶架,增加轻烧氧化镁粉的比表面积和表面缺陷,进一步提高其烧结活性,以达到在较低的烧结温度下获得致密的烧结镁砂之目的。
本试验采用筒磨机为磨细设备。为了找出最适宜的细度,我们将表2中所列的两种轻烧氧化镁粉磨至不同的细度,以便比较。磨细后的轻烧氧化镁粉细度:MQB小于45μm为98%;MQC小于45μm为89.5%,MQC为80%。
混料是采用人工混合。将磨细的轻烧氧化镁粉放入干净的水泥地面上,然后往上面喷水(外加6%),边喷水边翻动,并借助于工县反复地搅拌加挤压,直到把物料混好(手握即可成团)。
将混好的料在300t摩擦压砖机上压成长230宽115高60mm的荒坯。由于物料细,吸附的空气较多,在压坯时特别加强了排气操作,增加了冲压次数,每块荒坯冲压5次,按照“先轻后重,逐次增压”的要求进行操作。压出的荒坯体积密度均大于2.3g/cm3、最高达2.28g/cm3。压好的湿坯在隧道式干燥器内干燥48h,干燥后坯体水分小于1%。
将干坯体按装车图装在窑车上,推入隧道窑内死烧。隧道窑净空尺寸为:长404宽2高1.25m,52个车位,25#-34#车位为煅烧带,以热发生炉煤气为燃料,最高煅烧温度为1630℃,推车时间间隔2h。煅烧出的镁砂指标见表3。
表3 镁砂理化指标1)镁砂编号MSB、MSC1和MSC2对应轻烧氧化镁粉编号分别为MQB、MQC1和MQC2。
四、结语
试验表明,以我矿浮选提纯的镁精矿粉为原料,采用二步煅烧工艺,在隧道窑内煅烧,可生产出纯度高、体积密度高的优质烧结镁砂。
菱镁矿的煅烧及镁制品的加工
2019-01-21 09:41:38
菱镁矿(MgC03〕经煅烧后成为熟料产品,根据其煅烧温度不同而分为轻烧镁和重烧镁。菱镁矿经700~ 1000℃低温煅烧,菱镁矿中C02尚未完全析出,所得产品为轻烧镁或称活性氧化镁。轻烧镁具有很高的活性和粘结性,是生产高体密镁砂的理想原料。
菱镁矿加热到1400 ~1800℃时,C02完全失去,氧化镁形成方镁石,即成为重烧镁。它具有很高的耐火度,其熔点可达2800℃。通常所说镁砂是指具有一定颗粒组成的重烧镁,是由重烧镁破碎而成的。
火试金法化验分析化验
2019-02-26 10:02:49
火试金办法(The fire assay method)是将冶金学原理和技能运用到分析化学中的一种经典的分析办法,是分析化学中最陈旧的办法之一。
火试金办法是用加熔剂熔炼矿石和冶金产品的办法来定量测定其间贵金属的含量。该办法具有取样代表性好、办法适用性广、富集效果好等长处,是金银及贵金属化学分析的重要手法。
5.1火试金法的特色(Features of The Fire Assay Method)
火法试金不仅是陈旧的富集金银的手法,并且是金银分析的重要手法。国内外的地质、矿山、金银冶炼厂都将它作为最牢靠的分析办法广泛运用于出产。一些国家已将该办法定为标准办法,我国在金精矿、铜精矿及首饰金、合质金中金的测定上,也定为国家标准办法。跟着科学技能的开展,分析金银的新技能越来越多,分析仪器也愈来愈先进,火试金法与其它办法比较,其操作程序较长并需求必定技巧,有许多分析工作者妄图运用其它分析办法来替代火试金法。可是,火试金法是不行替代的,关于高含量金质料或纯金中金成份的测定,其精确度和精确度为其它直接测定法所不及,在有关金银含量的裁定分析中,火试金分析能够给出令争议各方服气的成果。这是因为火试金法有许多其它分析手法所不具备的共同的长处:
(1)取样代表性好。金银常以金以<g/t量级不均匀地存在于样品中,火试金法取样量大,一般取20~40g,乃至可取多至100g或100g以上的样品,因而,样品代表性好,可把取样差错减小到最低极限。(2)习惯性广。简直能习惯一切的样品,从矿石、金精矿到合质金,火试金法都能精确地进行金银的测定,包含那些现在用湿法分析还解决不了的辉锑矿在内。关于纯金主成份的分析,火试金的分析相同能够取得满足的成果,除了极单个的样品外,此法简直能习惯一切的矿种。
(3)富集功率高,达万倍以上,能将少数金银从含有很多基体元素的几十克样品中定量地富集到试金扣中,即便富集微克量的金银,丢失也很小,一般仅百分之几。因为合粒(或富集渣)的成分简略,有利于以后用各种测验手法进行测定。
(4)分析成果牢靠、精确度高。南非兰德公司对纯金(>99.9%)的惯例分析,同一个样品的74次分析成果,标准偏差(S)0.0058%。国内同类产品10次分析成果的S也在0.005%左右。多年来,国内外一些学者妄图用新的湿法化学分析或仪器分析去彻底替代火试金法,但至今未能成功。Werbicki等比较了溶液中Au的三种分析办法——AAS、ICP-AES和试金法,给出了18个实验室分析的每一种办法的标准偏差S,成果是ICP-AES和AAS法根本共同,但都较量金法稍差。Wall指出火试金法适用于金量
5.2 火试金法的根本原理(Principle of Method)
火试金分析实际上是以坩埚或许灰皿为容器的一种试金办法,品种繁复,操作程序纷歧,有铅试金、铋试金、锡试金、锑试金、硫化镍试金、硫化铜试金、铜铁镍试金、铜试金、铁试金等。但各种新试金办法的熔炼原理和试金进程中的反响仍与铅试金法有许多相同之处。在一切的火试金法中,运用得最为遍及最为重要的是铅试金法,其长处是所得的铅扣能够进行灰吹。铅试金法与灰吹技能相结合,能够使几十克样品中的贵金属富集在数毫克重的合粒中。铅试金法,Au的捕集率>99%,对低至0.2~0.3g/t的Au仍有很高的回收率,铅试金对常量及微量贵金属的分析精确度都很高。以下以铅试金法为例简述火试金的原理。
铅火试金法首要分为3个阶段:
(1)熔炼。它凭借固体试剂与岩石、矿石或冶炼产品混合,在坩埚中加热熔融,用铅在熔融状态下捕集金银及贵金属,构成铅合金(一般称作铅扣,也称之为贵铅),因为铅合金的比严峻,下沉到坩埚的底部。与此一起,样品中贱金属的氧化物和脉石与二氧化硅、硼砂、碳酸钠等熔剂发作化合反响,生成硅酸盐或盐等熔渣,因其比重小而浮在上面,借此使金银从样品中别离出来。因而,在火法试金进程中一起起了分化样品和富集贵金属的两个效果。
(2)灰吹。把得到的铅合金放在灰皿中在恰当的温度下用进行灰吹除铅,灰吹时铅氧化成氧化铅而浸透于多孔的灰皿中,然后除掉了铅扣中的铅及少数的贱金属,金银及贵金属不被氧化保而留在灰皿之中构成金银合粒。
(3)分金。以硝酸溶解金银合粒,使银溶解,而金依然坚持固态,将取得的金粒经淬火后称量,可核算出金的含量,依据金银合粒质量与金质量之差即可求出银的含量。
火试金法完结金银及贵金属的别离与富集后,除上述测定金、银的分量法外,用将将金银合粒溶解后,可用多种化学分析办法测定金、银及其它贵金属。
火试金的理论依据可归纳为五个方面。
榜首,正确运用化学试剂使熔融点下降,确保能在试金电炉到达的温度下得到流动性杰出的矿物质。
第二,高温熔化的金属铅对金银及贵金属有极大的捕收才干,可将熔融状态下露出出来的金银彻底熔解在铅中。
第三,金属铅与熔渣比重不同,熔融中铅下沉到底部构成铅扣,矿渣漂浮其上,完结了铅扣与熔渣的杰出别离。
第四,必定温度下铅易氧化,一起氧化铅能被细密多孔的灰皿所吸收,金银不能氧化构成合粒保存灰皿之中。
第五,借金银在硝酸中溶解性的不同,进行金银别离,银构成进入溶液,金经称重能够核算出金的档次。
5.3 火试金法中常用的器皿与设备(Equipments ) 5.3.1器皿(1)试金坩埚
试金熔炼用的坩埚一般称为试金坩埚,质料为耐火黏土。对试金坩埚的一般要求是:具有满足的难熔度,即在高温加热时坩埚不变软或塌倒;在加热时仍能坚持满足的压强,在钳取或叉出的时分不会决裂;能反抗熔融体的化学效果,不致遭到包含强酸、强碱或含有很多氧化铅在内的各种熔融体的腐蚀,使坩埚穿漏。
(2)灰皿
灰皿是灰吹铅扣(或铋扣)时吸收氧化铅(或氧化铋)用的多孔性耐火器皿。常用的灰皿有三种:水泥灰皿、骨灰-水泥灰皿和镁砂灰皿。
①水泥灰皿用400、500号的硅酸盐水泥,加8~12%的水,混匀,在灰皿机上限制。硅酸盐水泥的成分是含CaO60~70%、A12O3 4~7%、SiO2l9~24%、Fe2O3 2~6%。水泥是价廉的普通材料。水泥灰皿坚固,不易开裂,可是灰吹时贵金属丢失比后二种大一些。
②骨灰灰皿和骨灰-水泥灰皿骨灰是用牛羊骨头灼烧、磨细、再灼烧得到的,其间有机物有必要悉数除掉。它的成分为磷酸钙90%、氧化钙5.65%、氧化镁1%、氟化钙3.1%。骨灰的细度要小于0.147mm,其间0.088mm的应占50%以上。用纯骨灰制的灰皿较松,可用于粗金、合质金的灰吹。试金分析一般运用骨灰和水泥的混合灰皿,骨灰和水泥按不同份额混匀,加8~12%的水,在灰皿机上限制。不同的人做实验的成果不同,有的以为3:7好,也有以为是4:6或5:5好。骨灰-水泥灰皿比纯骨灰灰皿硬些,但比水泥灰皿松软。用骨灰-水泥灰皿来灰吹,金、银的丢失要比水泥灰皿小些。骨灰的制备较费事,要经过灼烧、磨细好几道工序才干制成。
③镁砂灰皿将锻烧镁砂磨细,要求有63%以上经过0.074mm筛,颗粒为0.2~0.1mm的不超越20%。磨细后的镁砂要在几天内压完,不然放置久后又要结块。取85份磨细的镁砂和15份500号水泥,混匀,加8~12%水限制成皿。用镁砂做成的灰皿灰吹时贵金属的丢失比前二种小。
镁砂的首要成分是氧化镁,它是很好的耐火材料,本领碱性熔剂的腐蚀。铅扣灰吹时生成的氧化铅是极强的碱性熔剂。在高温时氧化铅与二氧化硅的亲和力很强,能侵入灰皿中的硅酸盐。骨灰-水泥灰皿中含的硅酸盐较多,用这种灰皿灰吹后,皿表上会呈现小坑,贵金属会因而而遭到丢失。运用镁砂灰皿,灰吹后无此现象,表面很润滑。
金、银在三种灰皿中灰吹,文献[23]顶用分量法作了比较,证明运用镁砂灰皿丢失最小,纯骨灰灰皿和骨灰-水泥(1+1)灰皿次之,水泥灰皿丢失最大。近年来有人用Ag110和Au198同位素作了更直观的实验。文献[24]报道,用Ag110同位素和5mg非放射性银在骨灰和镁砂灰皿中灰吹(895℃),丈量灰皿中的Ag110,其成果见表5-1,银在骨灰灰皿中的丢失比镁砂灰皿大25%。
文献[25]报道用Au198同位素作实验,比较了金在镁砂和骨灰灰皿中的丢失。在960℃灰吹,所得的成果表明:金在骨灰灰皿中丢失比在镁砂灰皿中的丢失大得多。其成果见表5-2。
表5-1 银在各种灰皿中的丢失灰皿类型灰皿分量(g)银在灰皿中的丢失(%)平 均(%)镁砂(直径1英寸)252.2 2.2 2.62.3镁砂(直径1英寸)252.3 2.4 2.42.4骨灰(直径1英寸)252.9 2.9 3.23.0镁砂(直径1.5英寸)452.4 2.4 2.42.4表5-2 金在各种灰皿中的丢失灰皿类型镁砂英国制镁砂英国制镁砂英国制镁砂英国制骨灰法国制测定次数1818171818均匀丢失(%)0.8210.3960.9080.7543.432标准偏差0.2200.0970.2600.1561.731变差系数(%026.824.628.721.150.4(3)焙烧皿
长方形瓷质皿,供样品焙烧除掉S,As用,长120mm,宽65mm,高20mm,一般放20~40g样品,最多可放50g。
5.3.2设备(1)试金炉与灰吹炉
试金用的高温灰吹炉,一般称马弗炉,各国材料均作了必定的介绍,有必定的技能要求。文献[22]指出,"灰吹炉—一种马弗炉型的炉子,这种炉子应具有使空气流通的进气口和出气口,最好能使空气预热并能使其稳定地经过,炉温能均匀地由室温加热到1100℃。据南非材料介绍,其化验室运用的试金炉在放置灰皿时能够一次完结,向灰皿中放置铅扣也是如此,灰吹完结后悉数灰皿能够一会儿取出来。
(2)天平缓砝码
火试金分析法是质量分析法,对试金天平的要求比较严厉。前期的日本双臂摇摆式试金天平,最大称量为1-2g,对砝码有愈加严厉的要求,要运用铂铱合金制造。我国各地试金分析室大都运用称量20g,感量0.01mg的精细分析天平,不少单位已运用感量为0.001mg的精细分析天平。天平缓砝码要求常常校对,依据工作量的巨细,其检校周期以一个月或一个季度为宜。
(3)分金篮
对试金分析专用的分金篮,各国都有特定的规则。日本用铂金或瓷盘制造;前苏联用铂金制造;印度用铂金或石英结构,是由许多小套筒组成,这些小套筒是以铂结构为依托的多孔铂杯或以熔融石英结构为依托的多孔熔融石英杯;我国的试金分析室选用铂金或不锈钢板材制造。
(4)灰皿机和碾片机
国内外关于灰皿机和碾片机大都没有提出清晰的要求,仅仅要求在制造灰皿时,要使灰皿的成型压力共同,在碾片时要使金银合金片成型共同,以避免因而而增大分析差错。
5.4 火试金运用的首要试剂及其效果(Main reagents & functions)
火试金法要参加各种试剂,经过高温熔融,把待测定的贵金属与样品中的基体成分别离。参加的各种试剂所起的效果不尽相同。有的在高温时经化学效果后能捕集样品中的贵金属,称做捕集剂;有的能将样品熔化,并与其间的基体成分化合而生成硅酸盐、盐等熔渣,叫做熔剂或助熔剂、渣化剂。依照试剂在熔炼进程中所起的效果来分类,试金用的试剂又分为七类:熔剂、复原剂、氧化剂、脱硫剂、硫化剂、捕集剂和掩盖剂。有的试剂只要一种用处,如SiO2仅作酸性熔剂用,可是另一些试剂兼有几种不同的用处,如PbO既是碱性熔剂,又是捕集剂和脱硫剂。
5.4.1熔剂
熔剂的效果,是将样品中难熔的Al2O3、CaO或硅酸盐等基体成分熔化并生成杰出的熔渣,然后将样品分化。熔剂依照化学性质,分为酸性、碱性和中性三种。
(1)二氧化硅(SiO2) 即石英粉,是一种很强的酸性熔剂。
(2)玻璃粉(首要成分是xNa2O·yCaO·zSiO2)是一种常用的酸性熔剂,可用来替代二氧化硅粉。玻璃粉中除了含有酸性成分的SiO2外,还有CaO,Na2O等碱性成分,所以它的酸性较石英粉弱,一般2~3g玻璃粉相当于1gSiO2。一般是以平板玻璃为质料,水洗枯燥后在磨矿机中破坏至0.246mm~0.175mm。
(3)硼砂(Na2B4O7·10H2O)是一种生动而易熔的酸性熔剂,它在熔炼中在350℃时开端失掉其间的结晶水,并敏捷胀大。因而在配猜中运用过量的硼砂简略引起熔炼时物料溢出,构成坩埚内试样的丢失。硼砂能和许多金属氧化物构成盐,它们的熔点要比相应的硅酸盐低。例如CaSiO2的熔点是1540℃,Ca2SiO4的熔点是2130℃,而CaO·B2O3 的熔点只要1154℃,配猜中参加硼砂后,能够有效地下降熔渣的熔点。
(4)(H3BO3) 是一种酸性熔剂,它能够替代硼砂。加热后失掉水分,生成造渣才干很强的B2O3。
(5)碳酸钠(Na2CO3)是一种廉价的,常用的碱性熔剂,在熔融时易与碱金属硫化物效果构成硫酸盐,有时起到脱硫或氧化效果,无水碳酸钠在852℃开端熔化,当加热至950℃时,开端放出小量的二氧化碳而稍微分化。
Na2CO3 →△Na2O+CO2
生成的与酸性物质化合而生成盐类,
Na2O+SiO2→△Na2SiO3
(6)碳酸钾(K2CO3) 其性质和碳酸钠类似,也是碱性熔剂。它的报价比碳酸钠贵。
(7)氧化铅(PbO)又叫黄丹粉,是一种很强的碱性熔剂,一起又是氧化剂、脱硫剂和贵金属的捕集剂,所以在铅试金顶用处很广。氧化铅与二氧化硅有很强的亲和力,在较低的温度下与二氧化硅化合,生成流动性很好的。火试金法运用氧化铅的意图是捕收金银,参加的氧化铅定量地被复原为铅。氧化铅运用前有必要查看金银含量,金含量应小于20×10-6%,银小于2×10-5%。不然就不能运用。
(8)(Pb3O4)又叫红丹粉,性质、用处和质量要求同氧化铅,唯其氧化力较氧化铅强得多。
(9)氧化钙(CaO)是一种不常运用的碱性熔剂,报价低廉,能下降熔渣的比重,添加渣的流动性,有些试金工作者主张在铬铁矿、铜镍矿试金时参加必定量的氧化钙。
(10)氟化钙(CaF2) 是一种不常用的中性熔剂,它能够添加熔渣的流动性,在某些铬铁矿和铜镍矿的配猜中要参加氟化钙。
(11)冰晶石(Na3AlF6) 是一种很少运用的中性熔剂。含氧化铝高的试样试金时,参加冰晶石能下降造渣的温度。
5.4.2复原剂
复原剂的效果是将配猜中参加的金属氧化物复原成金属或合金,借此捕集贵金属。另一个效果是将高价氧化物复原成贱价氧化物,有利于与二氧化硅造渣。
在试金分析中常用的复原剂有碳水化合物,碳素类和金属铁。碳水化合物有小麦粉、黑麦粉、玉米粉、蔗糖、淀粉等,其间最常用的是小麦粉。碳素类复原剂中较常用的有木炭粉和焦炭粉。金属铁既是复原剂,又是脱硫剂。
面粉(C6H10O5)是试金分析中常用的复原剂,它受热后失掉水分,生成颗粒纤细的无定形碳,能均匀地散布在坩埚物猜中,在低于500℃开端起复原反响,当600℃时其反响速度最快。面粉的复原力理论值是15.3,即1g面粉能复原15. 3g铅,但实际上只能复原出10~12g铅。
5.4.3氧化剂
参加氧化剂的意图是将试样中的硫化物部分地或悉数地氧化成氧化物,使金属氧化物进入熔渣中,一起避免了硫化物构成锍(各种金属硫化物的互溶体)而使贵金属遭到丢失。
(1)(KNO3)又叫硝石,是一种很强的氧化剂。在高温时分化释放出氧,将硫化物及砷化物等氧化成氧化物,操控硫化物对氧化铅的复原才干,以便取得质量适宜的铅扣。运用时,有必要将试样先进行氧化力实验,然后再核算的需求量,一般以每克能氧化4g金属铅来核算。
(2)(NaNO3) 性质和类似,报价廉价,可替代。
(3)氧化铅(PbO) 与重金属的硫化物共热时,它很简略放出氧气,将硫化物氧化成氧化物(贵金属和铅的硫化物在外),氧化铅本身被复原成金属。
5.4.4脱硫剂
脱硫剂是一种对硫具有很强亲和力的物质,它能够把硫从其本来的化合物中攫取出来,并与硫结合。
(1)金属铁(铁钉) 是复原剂和脱硫剂。它能将许多金属氧化物、硫化物分化而复原成金属,一般选用8#铁线切断5寸长,视实验料含硫凹凸参加2~4根。
(2)碳酸钠(Na2CO3) 其脱硫反响式如下:
MeS+*即*q。*叨十*批十*Q
生成的MeO与SiO2 化合生成硅酸盐渣。Na2S溶于碱性渣中。含有硫化物的溶渣不同程度上会溶解贵金属,致使熔炼进程中贵金属遭受丢失。
5.4.5硫化剂
在高温时能使Cu,Ni等金属及其氧化物改动成为相应的硫化物的物质,叫做硫化剂。现在常用的有下列两种:
(1) 是很强的硫化剂,能与金属铜、镍、铁或CuO,NiO反响,生成CuS,Ni3S2和FeS。
(2)硫化铁(FeS)能与Cu,Ni的氧化物反响,生成Cu,Ni的硫化物。
5.4.6捕集剂
在高温具有萃取贵金属才干的物质,称为捕集剂,它们一般是金属、合金或许是锍。这些物质的比严峻,最终沉降在试金坩埚的底部。冷却后的形状象钮扣,称做扣或试金扣。用铅作捕集剂时,称这种捕集了贵金属的金属铅为铅扣,用锍作捕集剂时叫锍扣。
(1)铅(密度11.34g/cm3,原子半径0.175nm,熔点327.4℃)是最常用的,也是最有用的捕集剂之一。它的比严峻,易与渣别离,捕集贵金属后的金属铅,能用简洁的灰吹法使铅与贵金属别离,得到一颗组分简略的贵金属合粒,为下步测定供给了便利的条件。铅对Ag,An,Pd,Pt,Rh,Ir,Ru,Os的捕集效果杰出,大部分在98%以上,单个的稍低一些。
(2)铋(密度9.75g/cm3,原子半径0.155nm,熔点271.3℃)与贵金属在高温条件下能构成一系列的金属互化物或合金,能定量地捕集贵金属,效果较好,各种贵金属的捕集率分别为:Au 99%,Ag 98%,Pt 98%,Pd98%,Rh 99%,Ir 98%Ru 97%。铋扣灰吹时,Os的丢失严峻。铋及其化合物毒性很小,这一点比铅试金法优胜。
(3)锡(密度7.3g/cm3,原子半径0.158nm,熔点231.9℃)能捕集8种贵金属。锡与Au,Pt,Pd,Rh,Ir,Ru和Os构成金属互化物,如AuSn4,PtSn4,PdSn4,RhSn4,IrSn7,Ru2Sn7,OsSn3等。这些互化物跟着熔融的锡被富集在锡扣中。
(4)镍锍(密度4.6~5.3g/cm3,熔点Ni3S2 790℃,FeS 1150℃,Cu2S1120℃,三者混合时的熔点800℃以下)镍锍也称镍冰铜。其间起首要效果的成分是硫化镍,还包含来自样品中的(或参加的)铜铁等硫化物。硫化镍捕集贵金属的才干比硫化铜强得多。硫化镍或镍锍捕集贵金属(钯在外)的功率在96%以上,在熔渣中的丢失小于4%。
(5)锑(密度6.68g/cm3,原子半径0.161nm,熔点630.5℃)锑捕集Au,Pd,Pt,Rh,Ir,Ru,Os的功能杰出,回收率达97%以上,在渣中的丢失小于3%。锑能灰吹,灰吹时Os不丢失,这是它共同的长处,也是铅、铋试金所不及的。锑在捕集贵金属的一起,也将Cu,Co,Ni,Bi,Pb等重金属捕集,灰吹时也不能将它们除掉,所以锑试金法只能捕集成分简略的样品中的贵金属。
(6)铜铁镍合金(密度8~9g/cm3,原子半径:Cu 0.127nm,0.Ni 125nm,Fe0.126nm)铜铁镍合金一次能一起捕集Pd,Pt,Rh,Ir,Ru和Os等6种铂族金属。捕集效果很好,回收率在98%以上,Ir稍差一些,约95%。但下一步铂族金属与很多Cu,Fe,Ni的别离困难。操作进程冗长,并且铜铁镍试金需求1450℃的高温,一般试金炉难以到达。
(7)铜(密度8.89g/cm3,原子半径0.127nm,熔点1083℃) 用铜作捕集剂,捕集 Pd,Pt,Rh,Ir的回收率都在95%以上。
5.4.7掩盖剂
掩盖剂盖在坩埚中的物料上面起阻隔空气的效果,避免炉中的空气与物料之间发生不期望进行的反响。一起也起到熔炼时阻挠熔融物的飞溅、减小丢失的效果。常用掩盖剂有下列三种:
(1)硼砂它比坩埚中其它物料先熔化,开始熔化时,硼砂是很粘稠的,能够避免矿样粉末的丢失。硼砂与熔融体结合后,会改动熔渣的酸度。因而,在运用硼砂作掩盖剂时,应注意到这一点。
(2)食盐是常用的、价廉的掩盖剂。Pb,As,Sb以及Au,Ag的氯化物在高温时易挥发,在出炉时有很多有毒的PbCl2白烟冒出,污染环境,这是人们不喜欢用它的一个原因。
(3)硼砂-碳酸钠。这种掩盖剂功能同硼砂,只不过经过调理两者的份额,能够配成与坩埚中的物料相同的硅酸度,不致因掩盖剂进入熔融体而改动渣的硅酸度。
(6)铁钉
是复原剂和脱硫剂。它能将许多金属氧化物,硫化物分化而复原成金属,
RO+Fe=R+FeO,RS+Fe=FeS+R。一般选用8#铁线切断5寸长,视实验料含硫凹凸参加2~4根。
非金属供需及出口
2019-02-11 14:05:30
我国绝大部分非金属矿粗加工产品供大于求,某些矿种的深加工产品部分需从国外进口。最近因为受东南亚金融危机的冲击,非金属矿产品出口遭到较大的影响,报价跌落、商场需求添加缓慢。未来,世界对非金属矿的需求将向开展我国家搬运。
一、供 需 情 况
1.冶金用非金属矿产资源
我国冶金辅佐质料非金属矿产资源丰厚,其间菱镁矿和萤石储量大且质量好,是我国优势矿产。耐火粘土除了满意国内需求外,每年尚能出口百余万吨;菱镁矿的消费首要以其加工产品——镁砂和轻烧镁的方式呈现,每年钢铁工业和其他工业部分需求镁砂近110万t、轻烧镁24万t,算计134万t,按1t镁砂或轻烧镁折矿石2.3t计,共需菱镁矿308万t,就现在我国每年出产700多万t的才能和产值来说,不只能够确保国内需求,并且能够很多出口;萤石年产值在200万t以上(1996年达480.5万t),年出口量超越110万t。
2.化工用非金属矿产资源
我国化工用非金属矿产中,钾盐资源贫乏,国产钾肥只能满意需求的10%±,长时间依靠进口。国产磷肥直销缺乏,部分仍需进口。我国硫产值来自化工、有色、煤炭等多个部分,硫矿产品首要用以满意国内需求,尤其是化肥工业。硼矿产量近年大幅度添加,但每年仍需进口硼矿及其有关产品数万吨。1996年我国产盐2 932.4万t,消费2 576.1万t,产大于销。
3.建材非金属矿产资源
建材非金属矿产除金刚石外多为我国的优势矿产,现在已开发利用50种,其间水泥石灰岩、玻璃硅质质料、石墨、滑石、石膏、膨润土等矿产储量丰厚,开发利用较好。优质高岭土储量缺乏,高级造纸涂料用高岭土直销缺乏,仍需少数进口。
二、出口创汇情况
非金属矿工业已开展成为我国重要的出口创汇工业,滑石、石墨、镁制品、萤石等出口产品在世界商场上居分配位置,石材、硅灰石、重晶石、高岭土、碳酸钙等出口潜力很大。据外经贸部计算,1996年我国非金属矿及部分制品出口总额到达21.54亿美元,占我国出口额1 519.7亿美元的1.42%,出口比例比较大的有镁制品、矾土、滑石、萤石、石墨、重晶石、硅灰石等,产品出口额在同类产品的世界贸易额中占30%~40%,名列世界前茅。曩昔出口的矿产品中,绝大多数是原矿石,高技术含量低,如1986年出口总值中,86%是原矿和粗加工产品,制成品仅占13.4%,创汇效益低;又如1993年我国出口非电器用石墨或其他碳精制品一共2 333t,创汇额273.9万美元,进口尽管仅551t,用汇却高达486.6万美元,外贸逆差212.7万美元。到1996年,制成品及各种目数的细粉在出口总值中所占比重上升到50%左右,出口产品结构日趋合理。
我国非金属矿首要销往日本、美国、韩国和我国香港,日本是榜首大进口国。我国的花岗石板材在整个非金属矿产品出口中,占有较大的比例,一般超越20%。
我国石墨及制品,在世界上享有较高的名誉,出口到40多个国家和地区,出口量约占世界贸易量的40%~50%,近年日本从我国进口石墨约占我国出口量的40%。我国萤石在世界商场中居主导位置,日本是我国萤石的榜首进口大国,1997年从我国进口萤石42.2万t,占我国萤石出口总量的32.8%;其次是美国,1997年的进口量为34.2万t,占我国出口总量的32.8%。我国是重晶石的出口大国,在美国的进口量中,我国的占70%。我国滑石传统出口商场是东北亚、东南亚、北美和欧共体,其间日本是我国滑石的最大进口国。1996年我国的高岭土出口量达88.2万t,首要商场为日本、韩国、法国、我国香港和台湾地区。
因为近年东南亚经济危机及世界商场对非金属矿需求添加缓慢的影响,有些非金属矿需求下滑;有些国家又从单纯出口质料改变为出口深加工产品,因而竞赛剧烈;加上国内盲目出产开展,构成供大于求的情况。
铝矾土的用途和耐火材料用铝矾土数量的技术条件
2018-12-29 16:56:54
铝矾土的用途 (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 (3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。 耐火材料用铝矾土数量的技术条件: 等级化学成分/%耐火度体积密度 Al2O3CaOFe2O3 特级>85
1790>3.0 一级>80
1790>2.8 二级甲70~80
1790>2.65 二级乙60~70
1770>2.55 三级50~60
1770>2.45
铍铜合金的熔炼方式简介
2018-12-13 11:29:46
铍铜合金熔炼分为:非真空熔炼、真空熔炼。据专家介绍,非真空熔炼一般使用无铁芯中频感应炉,采用变频机组或可控硅变频,其频率为50赫兹--100赫兹,炉子容量为150公斤至6吨(常用1吨以上)。操作顺序为:依次向炉内加入镍或其中间合金、铜、废料、木炭,熔化后加入钛或其中间合金、钴或其中间合金,再熔化后加入铜铍中间合金,完全熔化后搅拌扒渣,出炉浇注。高强度铍铜合金的熔炼温度一般为1200摄氏度-1250摄氏度。 真空熔炼用真空熔炼炉,其中分为中频真空感应电炉和高频真空感应电炉,按布置方式又分为立式或卧式两种。真空感应电炉一般采用电荣镁砂或石墨坩埚为炉衬,其外壳为双层炉壁,用水冷套冷却,坩埚上方有搅拌装置和取样装置,能在真空状态下搅拌或取样。有的在炉盖上还装有特制的加料箱,箱内可盛装不同的合金炉炎,在真空状态下依次将炉料送到导料槽,通过电磁振动器经料斗将炉料均匀地送入坩埚。真空感应电路的容量最大可达100吨,但作为熔炼铍铜合金的炉子容量一般为150公斤至6吨。操作顺序为:先在炉内依次装入镍、铜、钛和合金废料,抽真空后升温,待料熔化后精炼25分钟,之后向炉内加入铍--铜中间合金,待熔化后搅拌出炉。.
冶金用非金属矿产资源
2019-01-30 10:26:27
一、 菱镁矿
据地质矿产部资料,1996年中国共有菱镁矿生产矿山254处,分布在辽宁、甘肃、山东、河北和河南等省,合计生产能力954.8万t矿石/a,其中国有企业8处,实际生产能力314.8万t矿石/a。非国有生产矿山246处,实际生产能力640万t矿石/a。1996年全国合计年产菱镁矿740万t,其中,非国有小型企业产量占80%以上。菱镁矿绝大部分以镁砂形式用作耐火材料,少部分用于建筑材料。高附加值产品有重烧镁、轻烧镁、电熔镁、溶凝镁氧矿(EFM)、高品级重烧镁(DBM)以及氧化镁石墨耐火材料砖等。菱镁矿是我国优势矿种之一,其储量、产量和出口量均居世界首位。
二、 萤石
1996年全国共有萤石生产矿山1 072处,主要分布在浙江、江西、内蒙古、福建、湖北等省,其中国有及其他经济类大中型生产矿山76处,实际生产能力168.9万t矿石/a,非国有小型生产矿山996处,实际生产能力约423万t矿石/a,全国萤石矿产量在600万t左右,其中国有企业矿山占36%,主要产品有萤石块、萤石粉等。中国产量和出口量均居世界首位。
三、 耐火粘土
1996年全国共有耐火粘土生产矿山714处,主要分布在山西、山东、河北、河南、四川、吉林、湖北、新疆等省(区),合计生产能力663万t矿石/a,其中国有及其他经济类大中型生产矿山40处;非国有小型生产矿山674处。耐火粘土常作为定型耐火材料和不定型耐火材料的原料。
从低品级菱镁矿中提取高纯氧化镁的研究
2019-01-24 09:36:25
Abstrac:The carbonization soakingof low2grade granularmagnesite is studied. Themineralproperty and light baking performance ofmagnesite, the digestingprocessofMgO aswell as the technologicalparametersof carbonization soaking are investigated. With the carbonization soaking of magnesite, high2grade MgO has been obtained, which contains 99% ofMgO。
我国镁矿资源非常丰富 ,采用碳化法生产轻质碳酸镁的工艺依据矿石性质不同而分为两种:白云石碳化法和菱镁矿碳化法。白云石碳化法生产工艺成熟,但由于碳化浸出过程存在钙含量较高的问题,所以该工艺生产高纯产品受到限制。随着冶炼技术的不断发展,冶金过程中的许多特殊作业趋向于使用高纯度镁砂来大幅度提高耐火制品的寿命,降低生产成本。同时由于高品级菱镁矿的大量出口,因此导致镁矿资源的综合利用问题日益显著。为此,笔者采用低品级菱镁矿粉矿进行碳化法提取高纯氧化镁 (wMgO大于 99%)的工艺研究。试验中,对菱镁矿的矿石性质及轻烧性能、氧化镁的消化过程和碳化浸出的工艺条件和参数进行了研究,并用所获高纯碱式碳酸镁生产出高纯镁砂。
一、矿石性质研究与工艺流程
试样的矿物组成比较简单 ,主要矿物为菱镁矿和白云石,次要矿物为滑石、绿泥石;微量矿物有石英、褐铁矿、黄铁矿、磷灰石等。MgO在矿石中主要作为独立矿物的基本组成形式存在于矿石矿物菱镁矿和脉石矿物白云石、滑石和斜绿泥石中。CaO以两种形式存在于矿物中:一种是以形成独立矿物的基本组成形式存在 ,如白云石、磷灰石 另外一种是以白云石微细包裹体形式存在于菱镁矿晶体中。SiO2亦以两种形式存在于石英、滑石、斜绿泥石、透闪石、方柱石等脉石矿物中,另一种是以石英和硅酸盐矿物细微机械包裹体形式存在于菱镁矿晶体中。
粒度筛析结果表明,wSiO2,wAl2O3在细粒级(-150目 )中略为偏高。wMgO,wCaO,wFe2O3在各粒级中变化不大,与多元素化学分析结果相近。化学分析结果见表1。本试验工艺流程见图1。二、试验结果与分析
(一)煅烧试验
天然菱镁矿在碳化过程中不能直接与二氧化碳起作用,碳酸仅对具有活性的氧化镁起反应,因此需将矿石在高温设备中轻烧,使菱镁矿逸出二氧化碳,生成具有活性的氧化镁。煅烧反应如下:
菱镁矿(WMgCO3约为90%) 轻烧料(WMgO大于90%)+CO2↑ (1)
为使氧化镁易于消化和碳化,对试样进行了差热分析。差热分析结果表明,试样中MgCO3的初始热分解温度为666℃。根据失重曲线可知,700℃以上。由于轻烧氧化镁的活性与煅烧温度和时间有关,故将温度控制在700~850℃之间,并在不同保温时间内进行煅烧条件试验。图2示出了温度和时间对菱镁矿灼减的影响。结果表明,菱镁矿的灼减随温度升高和时间延长而增大。为保证轻烧料不欠烧也不过烧,并具有较高的活性,最佳煅烧温度应控制在800℃,煅烧时间为1.5h。(二)消化试验
许多厂家的生产实践表明,采用白云石生产轻质碳酸镁的工艺中,白云石煅烧后,矿石中含量约30%的CaO与水反应生成Ca (OH)2,矿石自然 裂 解,wMgO为20 %也易与水作用生成Mg(OH)2,因而无需采用细磨工艺。本试验从节约能耗的角度出发 ,将菱镁矿破碎至较小粒级后进行煅烧、消化试验,以探索消化工艺的最佳工艺条件。消化过程的化学反应式如下:
MgO+H2O→Mg(OH)2 (2)
轻烧料中的氧化镁在水溶液中转化为氢氧化镁的过程与反应浓度、温度、时间等因素有关,同时与粒度有关。本试验的消化试样为小于2mm粒级的轻烧粉料。
1、消化浓度
将试样放入80℃水中,搅拌4min后过滤,分析不同浓度对消化率的影响。由试验结果得知,消化过程浓度大,转化率低,当浓度低于20%时 ,消化率的变化不大 ,故取消化浓度为 20%进行下面的试验。
2、消化时间
由于浓度试验消化率较低 ,故消化时间试验时增强了搅拌 在消化温度为 ℃、浓度为,80 20%的条件下进行了试验。时间变化对消化率的影响见图3。图3中曲线表明,消化反应时间的增加,对消化率的影响比较明显。消化时间超过12min,消化率已达98%以上。3、消化温度
在试验浓度和时间相对稳定的条件下,温度对消化结果的影响见图4。由图4看出,氧化镁转化成氢氧化镁的过程受化学反应控制,提高反应温度,可加快反应速度,消化温度的提高,对消化过程的影响极为明显。适宜的消化温度应控制在80℃以上。(三)碳化浸出试验
将氢氧化镁转化成碳酸氢镁,是以适量的二氧化碳为浸出剂,在特定的浓度、温度条件下进行反应,不同的时间和压力对浸出结果影响较大。其化学反应式如下
Mg(OH)2+CO2+H2O→Mg(HCO3 )2+H2O (3)
借鉴前期做过的工作,在常温常压条件下对消化后的试样进行了碳化浸出试验,进塔液nMgO为18.62g /L, cCO2为33%,在浸出过程中定时抽取泥浆过滤,分析碳酸氢镁溶液中WMgO,试验结果见图5。图5中下部曲线表明,试样粒径较大,碳化时间较长。超过90min后氧化镁的转化率增加不明显,浆液中nMgO为7.8g/L。为此,在上述浸出工艺条件相对稳定的条件下,降低进塔液中氧化镁的浓度进行了试验。由图5中上部曲线可知,随着进塔液中的氧化镁浓度的降低,转化率升幅较大,碳化反应至90 min时,MgO的转化率达84.01%,回收率为80.97%。(四)热水解试验
碳化浸出过程实现了目的组分由固相到液相的转移。经固液分离、滤去残渣,将滤液 (重镁水 )加热,使碳酸氢镁转型生成碱式碳酸镁。化学反应式如下:
5Mg(HCO3 )2→4Mg(OH)2·Mg(OH2 )·4 H2O+6 CO2 ↑ (4)
根据上式,在滤液加温至沸腾温度时进行了热水解时间对母液 (废镁水 ) 中氧化镁含量影响的试验。试验结果表明,随时间的延长,母液中氧化镁浓度随之降低。超过5 min后,母液中nMgO均为0.18 g/L,故热水解过程控制为滤液加热至沸腾温度后继续保温 5 min。过滤烘干后的碱式碳酸镁产品多元素化学分析及氧化镁回收率如表2所示。三、结论
(一)采用碳化法浸出工艺处理低品级菱镁矿粉矿,可获得灼减为零时wMgO为99.31%的高纯轻质碳酸镁。氧化镁回收率为80.97%。经烧结工艺处理 ,可获得氧化镁含量为 99.21%,体积密度为3.38g/cm的高纯烧结镁砂。
(二)常压二氧化碳浸出工艺生成的轻质碳酸镁中氧化钙含量较前期加压试验最终产品的CaO品位略有升高。
(三)由于菱镁矿碳化浸出过程中未采用磨矿工艺 ,试样粒径较大 ,故氧化镁的转化率和回收率不近人意。当粒度变小后进行研究,浸出液中氧化镁的转化率指标非常理想。
高铝矾土
2017-06-06 17:49:59
高铝矾土就是指铝矾土,只是其中含铝量比较高。铝矾土又称矾土或铝土矿,主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。白色或灰白色,因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9~4g/cm3,硬度1~3,不透明,质脆。极难熔化。不溶于水,能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝,制耐火材料。 高铝矾土的用途: (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 (3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。 目前,已知赋存高铝矾土的国家有49个。我国有丰富的高铝矾土资源,约37亿吨,居世界前列,与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界高铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和我国,其他国家的铝矾土含铁量高,多用于炼铝和研磨材料。 我国高铝矾土矿资源比较丰富,在全国18个省、自治区、直辖市已查明高铝矾土矿产地205处,其中大型产地72处(不包括台湾)。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。 更多关于高铝矾土的资讯,请登录上海有色网查询。
铝矾土知识简介
2019-01-15 09:49:29
矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3·3H2O);有的是水铝石和高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成;有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯矿物,总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。
铝土矿的定义名称还不够统一,这与各个国家的资源情况及工业需求有关。各个时期名称也不一致,但基本上大同小异。在我国一般认为:“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上),铝硅比值大于2.5者(A/S≥2.5),其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。
目前,已知赋存铝土矿的国家有49个。我国有丰富的铝矾土资源,约37亿吨,居世界前列,与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和我国,其他国家的铝矾土含铁量高,多用于炼铝和研磨材料。
我国铝土矿资源比较丰富,在全国18个省、自治区、直辖市已查明铝土矿产地205处,其中大型产地72处(不包括台湾)。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。
用途
(1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。
(2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。
(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。
(4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。
(5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。
(6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。
黄铜铸造
2017-06-06 17:50:01
黄铜铸造是人类掌握比较早的一种
金属
热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。黄铜铸造是指将固态
金属
溶化为液态倒入特定形状的铸型,待其凝固成形的加工方式。被铸
金属
有:铜、铁、铝、锡、铅等,普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种铸造的铸型包括:熔模铸造、消失模铸造、
金属
型铸造、陶瓷型铸造等。(原砂包括:石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等) 黄铜铸造的所需最低温度: 一般来说是960度,已经快结晶了,一般至少用980,是最低的铸造温度,这是高锌黄铜,低锌黄铜还要高点 黄铜铸造增加硬度的方法: 在铝黄铜(72.5Cu-22.7Zn-3.4Al)中添加微量钴(0.2%,0.4%,0.6%),研究微量钴、熔炼铸造工艺及加工工艺参数对轧制法生产的带材的机械性能的影响.探索采用铝黄铜替代目前广泛使用的弹性铜合金材料.锡磷青铜的可行性.研究结果显示:钴能有效减少铸态合金的晶粒尺寸、改变晶粒的形状,提高合金的抗拉强度、硬度,并保证合金具有较好的延展性.铝黄铜中添加0.4%钴.采用合理的加工工艺生产出的黄铜带具有比锡磷青铜更优异的性能,0.25 mm厚的带材,其抗拉强度可达840.4 MPa,伸长率为2.8%,维氏硬度值为228,比特硬状态的QSn6.5-0.1带材的抗拉强度最大值(805 MPa)提高了4.4%,满足弹性元件的使用要求;同时,由于该黄铜中含有22.7%的锌,可有效降低成本,具有实际应用价值. 我国使用黄铜铸造的历史:我国最早用黄铜铸钱开始于明嘉靖年间。黄铜矿“黄铜”一词最早见于西汉东方朔所撰的《申异经·中荒经》:“西北有宫,黄铜为墙,题日地皇之宫。” 在姜寨仰韶文化遗址中曾出土有含锌量超过20%的黄铜片和黄铜管,山东胶县三里河龙山文化的地层中也曾出土两种黄铜锥。显而易见,这些黄铜器物的出现并不是说人们在史前就掌握了黄铜的冶炼技术,而是人们在利用铜锌共生矿时无意中获得的。 更多关于黄铜铸造的资讯,请登录上海
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铝电解槽漏槽事故(漏炉事故)应急预案
2019-01-02 14:54:42
为了保证员工的生命和财产安全,杜绝安全事故的发生,尽可能的减少经济损失,出台本操作细则:
漏槽是指电解槽在运行期间侧部炉帮造到破坏,电解质、铝液熔化槽壳后漏出或电解槽炉底出现破损,铝液熔化阴极钢棒后漏出的一种现象。前者称为侧部漏炉,后者叫底部漏炉。 1、发现漏炉事故人员应立即报告当班班长,当班班长立即通知车间主任或副主任,并指派一名电解工专门看事故槽电压,保持槽电压不超过5V,手动操作槽控箱控制阳极升降,同时对其他人员进行分工,比如,一人看电压,一人到其它厂房找人,两人用镦子处理,天车工开机组。 2、电解槽发生漏槽后,要用挡板挡住漏出的铝水或电解液(如300KA电解槽易冲断阴极回路母线),避免冲断母线而造成系列停电。
侧部漏槽操作: 第一步;揭开槽罩板,在安排天车工开机组的同时人工用镦子打漏槽部位(先从靠阳极部位加工)。
第二步;以最快的速度将面壳块运到槽前。
第三步;指挥天车工打开边部后用面壳块砸住漏洞。 注: (1)要使用直径大约为10-15cm的面壳块。 (2)不能用冰晶石。 4、炉底漏槽操作:
第一步;揭开漏炉对应处的槽罩板。
第二步;指挥天车工拔出阳极。
第三步;用测尺找出具体漏铝的位置。
第四步;用破碎料(直径不超过8cm)将漏洞堵上。
第五步;用机组将漏铝处砸实。 5、在整个过程当中的注意事项:
(1)听从上级领导统一指挥;
(2)不能慌乱;
(3)争分夺秒;
(4)做到“三不伤害”。
漏炉事故如何处理?
答:发生漏炉时,应立即打开漏炉侧地沟盖板查明漏炉部位。
(1)如果是炉底漏炉,应立即:①吊开漏炉处地沟盖板,保护大母线,利用3~5毫米厚的长方型铁板等物挡住阴极大母线,防止把地沟母线冲断。②把阳极坐到炉底上,防止断路。③组织人力尽力抢救,如确实严重可紧急停槽。
(2)如果是侧部漏炉,应立即:①降阳极,专人看管电压,不能超过5v。②要迅速打下漏出侧面壳及用电解质块、氧化铝等物料沿槽周边捣固扎实,直至不漏为止。⑧万不得已的情况下,方可停槽处理漏炉部位,然后尽快恢复生产。 (3)在抢救漏炉过程中应注意的问题:①在下降阳极时以座到槽底或结壳上为限,不要强行下降,以免将槽上部结构顶坏。②加强统一指挥,注意安全,防止发生人身事故。③同时要做好单槽断电的准备。事故抢救完毕,应立即确定是否停槽大修,如果槽龄已久,破损严重,则应立即进行单槽断电。如果槽龄短,破损面积小,经填补有恢复生产的可能,可用镁砂、氟化钙、沉淀等物填补好破损处,再恢复生产。
铝矾土的用途
2017-06-06 17:50:11
矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3·3H2O);有的是水铝石和高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成;有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯矿物,总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。 铝土矿的定义名称还不够统一,这与各个国家的资源情况及工业需求有关。各个时期名称也不一致,但基本上大同小异。在我国一般认为:“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上),铝硅比值大于2.5者(A/S≥2.5),其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。 目前,已知赋存铝土矿的国家有49个。我国有丰富的铝矾土资源,约37亿吨,居世界前列,与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和我国,其他国家的铝矾土含铁量高,多用于炼铝和研磨材料。 我国铝土矿资源比较丰富,在全国18个省、自治区、直辖市已查明铝土矿产地205处,其中大型产地72处(不包括台湾)。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。 铝矾土的用途 (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 (3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、
有色
冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。
一文了解三大耐火原料之一——菱镁矿
2019-01-03 10:44:25
近年来,耐火材料在国民经济高速发展的带动下,产业规模快速扩张。中国已成为世界耐火材料的生产和出口大国。耐火材料行业发展与国内矿产资源的保有量休戚相关。中国的菱镁矿资源丰富,作为三大耐火原料之一的菱镁矿支撑着中国耐火材料近十年的高速发展。
菱镁矿简介
菱镁矿是镁的碳酸盐矿物,根据结晶状态的不同,分为晶质菱镁矿和非晶质菱镁矿。晶质菱镁矿为菱面体结晶,非晶质菱镁矿为胶体形态。前者具有完全的解锂,后者一般呈致密块状,硬度稍高,断口为明显的贝壳状。菱镁矿资源分布
世界范围内,菱镁矿分布不均,主要集中在俄罗斯、中国、朝鲜、澳大利亚和巴西五个国家内,其中中国占比21%,仅次于俄罗斯位居世界第二。在中国,菱镁矿资源分布也不均衡,大部分集中在辽宁省。仅辽东各菱镁矿储量即占全国的三分之二以上,其次为山东省。菱镁矿的加工
1选矿
菱镁矿选矿的目的是除去其有害物质和提高矿石品级,具体说就是解决硅酸盐矿物与菱镁矿以及菱镁矿与白云石的分离问题。目前,菱镁矿的选矿主要为热选、浮选、化学选矿等方法。
热选工艺浮选工艺碳化法工艺2煅烧
菱镁矿在不同温度下煅烧可以生成物理化学性质有明显差异的菱镁矿熟料。
工艺:在煅烧过程中,菱镁矿里的杂质,如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等能与氧化镁形成各种结晶质的和玻璃质的矿物,另外CaO在煅烧时呈游离状态,易吸收水分形成Ca(OH)2或其他化合物,从而影响耐火制品的耐火度、烧结性能、荷重软化温度、耐压强度等。
菱镁矿的应用
由于菱镁矿的煅烧产品具有不同的化学性质和特性,因此用途也不一样。轻烧镁主要制造胶凝材料,如含镁水泥、绝热和隔音的建筑材料,也可做陶瓷原料。将轻烧镁进行化学处理后,可以制成多种镁盐,用作医药、橡胶、人造纤维、造纸等方面的原料。镁水泥复合轻质墙板
重烧镁是典型的碱性耐火材料,耐火度高达1920-2120℃,对各种熔融金属和炉渣的抗腐蚀性强。重烧镁作冶金工业的耐火材料,用于制造镁砖、铬镁砖、镁砂、冶金粉等。镁砖
电熔氧化镁主要用作冶炼特殊合金钢、有色金属和贵金属的中高频感应电炉炉衬、镁坩埚,它还可作高温电气绝缘材料。菱镁矿六大应用领域
菱镁矿物原料特点
2019-03-07 10:03:00
菱镁矿开端是作为耐火材料运用的,现在仍然是冶炼工业必不行少的耐火辅佐质料之一。跟着科学技术的开展,其用处越来越广,需要量亦日趋增大,已成为国民经济不行短少的一种矿藏质料。就菱镁矿来说,我国不仅是个资源大国,并且也是出产大国。国际菱镁矿储量的2/3会集在我国,产值的1/2由我国供给,在国际菱镁矿市场上,我国具有无足轻重的位置。菱镁矿是一种镁的碳酸盐,其化学分子式为碳酸镁(MgCO3),理论组分:MgO47.81%、CO252.19%。密度为2.9~3.1g/cm3,硬度3~5。菱镁矿依据其结晶状况的不同,能够分为晶质和非晶质两种。晶质菱镁矿呈菱形六面体、柱状、板状、粒状、细密状、土状和纤维状等,其往往含钙和锰的类质同象物,Fe2+能够代替Mg2+,组成菱镁矿(MgCO3)-菱铁矿(FeCO3)彻底类质同象系列。非晶质菱镁矿为凝胶结构,常呈泉华状,没有光泽,没有解理,具有贝壳状断面。菱镁矿加热至640℃以上时,开端分解成氧化镁和二氧化碳。在700~1 000℃煅烧时,二氧化碳没有彻底逸出,成为一种粉末状物质,称为轻烧镁(也称苛性镁、煅烧镁、α-镁、菱苦土),其化学活性很强,具有高度的胶粘性,易与水效果生成氢氧化镁。在1 400~1 800℃煅烧时,二氧化碳彻底逸出,氧化镁构成方镁石细密块体,称重烧镁(又称硬烧镁、死烧镁、β-镁、僵烧镁等),这种重烧镁具有很高的耐火度。在2 500~3 000℃将重烧镁熔融,经冷却凝结发育成无缺的方镁石晶体,称为电熔氧化镁或熔融氧化镁,高温煅烧的氧化镁不易与水和碳酸结合,具有硬度大,抗化学腐蚀性强,电阻率高级特性。
因为菱镁矿的这些煅烧产品具有不同的化学性质和特性,因而用处也不一样。轻烧镁首要制作胶凝材料,如含镁水泥、绝热和隔音的建筑材料,也可做陶瓷质料。将轻烧镁进行化学处理后,能够制成多种镁盐,用作医药、橡胶、人造纤维、造纸等方面的质料。重烧镁,绝大部分作冶金用的耐火材料,用于制作镁砖、铬镁砖、镁砂、冶金粉。电熔氧化镁首要用作冶炼特殊合金钢、有色金属和贵金属的中高频感应电炉炉衬、镁坩埚,它还可作高温电气绝缘材料。用电解法、还原法等从菱镁矿中可提取金属镁。镁具有质量轻(分量仅为铝的2/3),化学功能生动、导电传热功能好等特色,与其他金属熔合可构成比重小、强度高、机械功能好的多种合金,广泛用于军事工业和国防顶级工业。因为镁在空气中易与氧化兼并焚烧发强光,因而镁粉可用于制作照明弹、焚烧弹。镁还可用作冶炼钛、锆、铀和铍的还原剂,在钢铁工业中作球墨铸铁的球化剂和钢的脱硫剂。
铝矾土是什么
2017-06-06 17:50:11
铝矾土(aluminous soil;bauxite)又称矾土或铝土矿,主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。白色或灰白色,因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9~4g/cm3,硬度1~3,不透明,质脆。极难熔化。不溶于水,能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝,制耐火材料。主要成分 矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3·3H2O);有的是水铝石和高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成;有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯矿物,总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。 铝土矿的定义名称还不够统一,这与各个国家的资源情况及工业需求有关。各个时期名称也不一致,但基本上大同小异。在我国一般认为:“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上),铝硅比值大于2.5者(A/S≥2.5),其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。用途 (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 (3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、
有色
冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。我国有丰富的铝矾土资源,约37亿吨,居世界前列,与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和我国,其他国家的铝矾土含铁量高,多用于炼铝和研磨材料。 我国铝土矿资源比较丰富,在全国18个省、自治区、直辖市已查明铝土矿产地205处,其中大型产地72处(不包括台湾)。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。
铝矾土
2017-06-06 17:50:02
铝矾土(aluminous soil;bauxite)又称矾土或铝土矿,主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。白色或灰白色,因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9~4g/cm3,硬度1~3,不透明,质脆。极难熔化。不溶于水,能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝,制耐火材料。矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3·3H2O);有的是水铝石和高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成;有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯矿物,总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。 铝土矿的定义名称还不够统一,这与各个国家的资源情况及工业需求有关。各个时期名称也不一致,但基本上大同小异。在我国一般认为:“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上),铝硅比值大于2.5者(A/S≥2.5),其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。澳大利亚是世界上拥有铝矾土资源最多的国家,其次是几内亚,巴西,牙买加,中国,印度。 我国铝土矿资源比较丰富,在全国18个省、自治区、直辖市已查明铝土矿产地205处,其中大型产地72处(不包括台湾)。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。铝矾土熟料:耐火材料
行业
所称的铝矾土通常是指煅烧后Al2O3>=48%、而含Fe2O3较低的铝土矿,高铝矾土熟料是经过煅烧的铝矾土矿。熟料为灰白浅黄及深灰色,它主要用于高铝质耐火材料,也可用来制作电熔棕刚玉。 高铝矾土熟料是按AL2O3含量及Fe2O3、TiO2、CaO+MgO、K2O+Na2O等杂质含量和熟料体积密度与吸水等项指标来分级的。 铝矾土用途: (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、
有色
冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。
铝矾土
2017-06-06 17:50:09
铝矾土(aluminous soil;bauxite)又称矾土或铝土矿,主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。白色或灰白色,因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9~4g/cm3,硬度1~3,不透明,质脆。极难熔化。不溶于水,能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝,制耐火材料。主要成分 矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3·3H2O);有的是水铝石和高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成;有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯矿物,总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。 铝土矿的定义名称还不够统一,这与各个国家的资源情况及工业需求有关。各个时期名称也不一致,但基本上大同小异。在我国一般认为:“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上),铝硅比值大于2.5者(A/S≥2.5),其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。用途 (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 (3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、
有色
冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。 耐火材料用铝矾土数量的技术条件: 等级 化学成分/% 耐火度 体积密度 Al2O3 CaO Fe2O3 特级 >85 <0.6 <2.0 >1790 >3.0 一级 >80 <0.6 <3.0 >1790 >2.8 二级甲 70~80 <0.8 <3.0 >1790 >2.65 二级乙 60~70 <0.8 <3.0 >1770 >2.55 三级 50~60 <0.8 <2.5 >1770 >2.45目前,已知赋存铝土矿的国家有49个。我国有丰富的铝矾土资源,约37亿吨,居世界前列,与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和我国,其他国家的铝矾土含铁量高,多用于炼铝和研磨材料。
加冶金学家创造世界先进的镁金属生产新技术
2018-12-14 15:07:41
由于镁合金具有较高的比强度、良好的导热性、较强的电磁屏蔽能力、优异的减振性以及可回收利用等优点,镁合金已经开始大量用于汽车、飞行器结构、车辆等行业上。目前,在世界范围内已形成了有一定规模的汽车行业、IT行业、基础结构件的群体。产量轻量化的发展趋势,使镁合金成为最具竟争力的金属结构材料。世界上镁合金在汽车和电子器材中的用量每年正以20%以上的速度增长,这是近代金属工程材料中前所未有的。研究表明,一辆汽车的质量若能减轻10%,则其燃油消耗量可降低3%~4%。欧洲和北美的汽车制造商已经制订出到2010年将汽车燃料消耗量降低25%,并使其CO2排放量降低30%的标准。按照CAFE(The Corporate Average Fuel Effecieucy) 标准的要求,汽车制造商不久将单车上用到40~100公斤的镁合金。大众汽车公司目前每辆轿车的平均镁材用量大约为25公斤,未来5年内每辆轿车的用镁量可达到60~80公斤。这表明镁合金在汽车上的应用将会不断增加。但镁的生产成本较高、能耗较大。为此,世界各国的科学家和工程师都投入了大量的精力、物力,致力于降低生产成本、降低能耗的镁金属生产新技术的研究和开发。最近,据加拿大媒体报道,加拿大多伦多大学冶金工程学博士道格拉斯丁朱里阿尼,已经成功开发出来全球领先的镁金属生产新技术,可以从白云石原料直接生产镁金属。2007年3月16日加拿大戈山资源有限公司宣布购买该项新技术,并在全球独家拥有这一新技术的100%的知识产权。 朱里阿尼在采用Pidgeon和硅热真空还原镁的生产工艺方面是国际承认的领军人物,这两种工艺技术都是从含有硅铁和燃烧白云石的热压块中来生产高纯镁。2004年初,朱里阿尼博士和戈山公司合作开发镁金属发展新技术,作为协议的一部分,戈山公司独家享有这一新技术在全球的知识产权和特许权。 新工艺技术的目标是要明显降低镁金属的生产成本,新工艺技术采用了原来法国普基公司和镁铝的镁金属生产工艺技术。这两种工艺技术已经被证明是成功采用硅热真空还原含有镁砂的液态渣来生产镁金属的高温方法。 朱里阿尼博士的新工艺技术通过改进共议效率来达到生产成本大幅度降低,从而降低了对能源和关键原材料的用量,通过对传统硅热技术的强化,在不采用真空状态就能改进镁回收率和硅还原频率。通过开发技术上直接可行的方法来降低能耗,保证液态镁的高效冷凝,最终降低投资风险和随着市场对镁需求增加来扩大产能。 戈山公司在马尼托巴地区拥有丰富的高品位白云石和硅资源,同时还在该地区拥有丰富的低成本水电资源,这一切都为镁金属生产新技术提供了必要条件。这一镁生产新技术在投入工业生产之前还需要验证,并将实施一个三阶段的评估过程。第一阶段是避免熔化固态镁,这对于皮江法和硅热法都是一个大问题;镁生产新技术可以用于一个产能1万吨/年的工业生产规模,热动态模型正在用来校验新工艺技术的基本功能。第二阶段包括最终标率试验。第三阶段是中间试验厂,展示新工艺技术的服务年限。 戈山公司也许会找到一个合资伙伴,来支持中间试验厂和随后的新工艺技术的商业化运行,和传统的皮江法镁生产工艺技术相比,新工艺技术降低生产成本达到25%。 我国镁资源极为丰富,2004年原镁产量达到42.6万吨,笔者认为必须充分利用我国丰富的镁矿资源和巨大的原镁生产能力,学习和掌握先进的镁金属生产新技术,降低镁金属的生产成本、降低生产镁金属的能耗。.
常用冶炼方法
2019-03-07 09:03:45
1、转炉炼钢:一种不需外加热源、首要以液态生铁为质料的炼钢办法。其首要特点是靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分,如碳、锰、硅、磷等与送入炉内的氧气进行化学反响所发生的热量作冶炼热源来炼钢。炉料除铁水外,还有造渣料(石灰、石英、萤石等);为了调整温度,还可参加废钢以及少数的冷生铁和矿石等。转炉按炉衬耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬);按气体吹入炉内的部分分为底吹顶吹和侧吹;按所选用的气体分为空气转炉和氧气转炉。酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷,须用优质生铁,因而使用规模受到限制。碱性转炉适于用高磷生铁炼钢,曾在西欧取得较大开展。空气吹炼的转炉钢,因其含氮量高,且所用的质料有局限性,又不能多配废钢,未在国际规模内得到推行。1952年氧气顶吹转炉面世,现已成为国际上的首要炼钢办法。在氧气顶吹转炉炼钢法的基础上,为吹炼高磷生铁,又呈现了喷吹石灰粉的氧气顶吹转炉炼钢法。随氧气底吹的风嘴技能的开展成功,1967年德国和法国别离建成氧气底吹转炉。1971年美国引入此项技能后又开展了底吹氧气喷石灰粉转炉,用于吹炼含磷生铁。1975年法国和卢森堡又开发成功顶底复合吹炼的转炉炼钢法。 2、氧气顶吹转炉炼钢:用纯氧从转炉顶部吹炼铁水成钢的转炉炼钢办法,或称LD法;在美国一般称BOF法,也称BOP法。它是现代炼钢的首要办法。炉子是一个直立的坩埚状容器,用直立的水冷氧从顶部刺进炉内供氧。炉身可倾动。炉料一般为铁水、废钢和造渣材料;也可参加少数冷生铁和铁矿石。经过氧从熔池上面向下吹入高压的纯氧(含O299.5%以上),氧化去除铁水中的硅、锰、碳和磷等元素,并经过造渣进行脱磷和脱硫。各种元素氧化所发生的热量,加热了熔池的液态金属,使钢水到达现定的化学成分和温度。它首要用于冶炼非合金钢和低合金钢;但经过精粹手法,也可用于冶炼不锈钢等合金钢。
3、氧气底吹转炉炼钢:经过转炉底部的氧气喷嘴把氧气吹入炉内熔池,使铁水冶炼成钢的转炉炼钢办法。其特点是;炉子的高度与直径比较小;炉底较平并能快速拆开和替换;用风嘴、分配器体系和炉身上的供氧体系替代氧气顶吹转炉的氧体系。因为吹炼平稳、喷溅少、烟尘量少、渣中氧化铁含量低,因而氧气底吹转炉的金属收得率比氧气顶吹转炉的高1%~2%;选用粉状造渣料,因为颗粒细、比表面大,增大了反响界面,因而成渣快,有利于脱硫和脱磷。此法特别适用于吹炼中磷生铁,因而在西欧用得最广。
4、接连炼钢:不分炉次地将质料(铁水、废钢)从炉子一端不断地参加,将制品(钢水)从炉子的另一端不断地流出的炼钢办法。接连炼钢工艺的想象早在19世纪就已呈现。因为这种工艺具有设备小、工艺进程简略并且安稳等潜在优越性,几十年来许多国家都作了各式各样办法的很多实验,其间首要有槽式法、喷雾法和泡沫法三类,但迄今为止都没有投入工业化出产。
5、混合炼钢:用一个炉子炼钢、另一个电炉炼复原渣或复原渣与合金,然后在必定的高度下进行冲混的炼钢办法。用此法处理平炉、转炉及电炉所炼钢水,可进步钢的质量。冲混可增加渣、钢间的触摸面积,加快化学反响以及脱氧、脱硫,并有吸赞同聚合气体及夹杂物的效果,然后进步钢的纯结度和质量。
6、复合吹炼转炉炼钢:在顶吹和底吹氧气转炉炼钢法的基础上,归纳两者的长处并战胜两者的缺陷而开展起来的新炼钢办法,即在原有顶吹转炉底部吹入不同气体,以改进熔池拌和。现在,国际上大多数国家用这种炼钢法,并开展了多种类型的复吹转炉炼钢技能,常见的如英国钢公司开发的以空气+N2或Ar2作底吹气体、以N2作冷却气体的熔池拌和复吹转炉炼钢法——BSC——BAP法,德国克勒克纳——马克斯冶金厂开发的用天然维护底、从底部向熔池别离喷入煤和氧的KMS法、日本川崎钢铁公司开发的将占总氧量30%的氧气混合石灰粉一道从炉底吹入熔池的K——BOP法以及新日本钢铁公司开发的将占总氧量10%——20%的氧气从底部吹入,并用或天然气冷却炉底喷嘴的LD——OB法等。
什么是灰吹法
2019-03-05 09:04:34
灰吹法是一种陈旧的火法熔炼法。在古代,就用于从金、银矿石中加铅熔炼捕集金、银,再加硫与食盐从金银合金中别离银铅而炼得纯金和灰吹出产纯银。现代灰吹法首要用于富铅材料的氧化除铅及其他贱金属,产出金银合金再提纯。
我国灰吹法的最早记载始于东汉孤刚子《出金矿图录》,称为“灰坯法”。
一、“出(废吹)金矿法”。
“用三斤炼锡(黑锡即铅)著熟铁锅中熔,使赤沸。即纳金矿,碎者一斤,合相得。掠去糖屎(浮渣)、泻出(金铅合金)别炼。……以土墼(坯)垒作方炉,其间安炼灰(细粉粒筑炉料)作坯模(炉床),以金锡(金铅合金)著灰坯中。上安铁镣(条)上,布刚炭火于炉上。于炉前开一小孔,候之顷刻,锡(铅)与金(中)杂物相利取(反响),其(所产)金状似银。即以熟雌黄和好酒,铜器中煮之,(硫化)之,还复(金)赋性(色)。若不彻好者,即打薄(成铤),……以胡同律(胡杨树脂)、黄矾石(硫酸铁矿)、盐等分和醋熟为泥,涂(裹)金锡(铅)铤上,用牛粪火四周垒之于(金)锡(铅)铤上,用牛屎火四周食(吸收)锡(氧化铅)尽,唯有金在。取著熟铜铛中,以黄矾石和盐煮之半日许,出熔作(铸)铤。(加)错鑢屑(铁屑)食(造渣)炼,用药(熔剂)分量一同上(砂金、脉金熔炼)法也。”
灰吹法在我国使用后,古希腊人普利尼(Pliny)约在公元60年(东汉永平3年)提出了一种辨别黄金真伪的“渗灰法”。该法是将黄金一份加盐二份、黄矾石(Misy)三份放入泥坩埚中,再用两份盐加一份片岩(Schiste)粉混合掩盖在上面,置于炭火上熔炼。若是金(或低成色金)埚底会堆积纯金。若是伪金则不会有金。尔后,“渗灰法”在占希腊运用了数百年。
二、“出(灰吹)银矿法”。
“有银若好白,即以白矾石、硇末火烧出之。若未好白,即恶(残次)银一斤和熟锡(铅)一斤,又灰滤(吹)之为上白银。”
灰吹在“火屋中以土墼(坯)作土槽,高三尺,长短任人,其间作模(炉床)。皆得,坯(炉)中(装)细炼灰(筑炉料)使满,其间以水和柔使熟,不湿不千用之。小抑(轻捣)灰使实。以刀镀(铲)作坯(浅池)形,灰上薄布盐末。当坯内(装)矿(银铅合金),各以黄土炼(末)覆上,装炭使讫,还以墼(坯)盖,炉受骗(顶)坯上各开一孔,使大(火)气通出,周泥之。坯(炉)前各异开一孔(察)看,不时瞻候,以铁钩钩断糖屎(干渣),使出。顷刻火彻,锡矿(氧化铅激烈氧化液面)沸动旋回,(被灰盘吸附)与银别离,锡(铅)尽,银不复动,紫绿白艳(彩虹样焰)起。艳(焰)起(去)以杖击。(枝头扎)少数布水湿沾之,其银得(迂)冷即(沾)起(如)龙头,以铁匙按(接)取,名曰龙头白银。”
现代灰吹法用的富铅材料,首要来自铅阳极泥火法熔炼产出的富含铅的合金、嵌锌壳经熔析、蒸锌后的富铅以及其他材料火法熔炼产出的富含铅中间产品,因为这些材料的组分首要是铅和银以及少数金,其他贱金属杂质中又以低电位易氧比的金属为主,选用灰吹法比其他火法熔炼法氧化速度更快。以此类推,若选用灰吹法处理含有很多锌、铅、铁等的合金材料,以富集或收回高电位难氧化的铜、铋等金属,只需温度和氧化结尾操控恰当,效果也是很好的。但在一般情况下,灰吹法只用来从富铅材料中富集和收回金银合金,用于作业的熔炼炉也称为灰吹炉。
富铅的灰吹是鉴于铅对氧的亲和力大大超越银及其他杂质金属。富铅熔化后,向铅液面上吹入很多空气,铅即敏捷氧化成氧化铅。灰吹作业在略高于氧化铅熔点(888℃)的温度下进行,生成的氧化铅呈密度小,流动性好的渣连续自流渣口排出,贵金属则富集于熔池内而得以别离。
在灰吹进程中,虽首要靠鼓入的空气来氧化铅,但铅的高价氧化物的分化也起到必定效果。如PbO2和Pb3O4在炉温900℃时会分化生成PbO并放出活性氧,来加快铅的氧化。
在灰吹时,部分砷和锑以三氧化物蒸发除掉,另一部分则以亚盐、亚锑酸盐或许碑酸盐、锑酸盐方式转入渣中,随氧化铅排出。锌约有25%生成氧化锌蒸发除掉,75%被氧化造渣。
在灰吹时,因为铜对氧的亲和力比铅小,所以氧化速度很慢,直到灰吹作业后期才被氧化进入渣中。铜在氧化进程中首要与PbO发作下列可逆反响逐步生成氧化亚铜进入渣中而被除掉。
PbO+2Cu Pb+Cu2O
进程中,Cu2O与PbO可组成含68%PhO的低熔点(689℃)共晶。故出产实践中,含铜的富铅一般在较低的温度下进行灰吹,且灰吹的速度常比不含铜的富铅快,这可能是因为熔池中生成的Cu2O的反响原因。
铋能与银构成含97.5%铋的低熔点(262℃)共晶,也可和银组成含5%铋的固熔体,故灰吹进程中铋一向与银共聚于铅液中,直到灰吹晚期,才被氧化生成三氧化铋进入渣中。因而,灰吹含铋高的富铅需求延伸作业时刻。
虽然进入银锌壳中的碲小多,但因为碲和银与金的亲和力很大,所以在灰吹进程中不易氧化。为了除掉碲,一般在除铋后往熔池中参加不含碲的铅,使碲的浓度下降后再持续灰吹。经两次加净铅灰吹后,可使约三分之一的碲氧化蒸发,三分之二的碲氧化进入渣中,剩余的微量碲则留于银中。
银在灰吹进程中首要富集于铅液中。但灰吹时常常因为含银的铅粒会混入渣中,且PbO液也能溶解少数的银(据科尔梅伊尔的研讨,PbO中可溶解3%~6%的银)和氧化亚银(氧化亚银不安稳,在150℃时即彻底离解。但它与PbO组成合金时则变得恰当安稳),而下降银的收回率。
金在灰吹进程中不氧化而逐步富集于银中。一般,灰吹渣中含金仅为痕量,是属机械混入。
灰吹炉有德国式和英国式之分。前者适于灰吹用结晶法产出的富铅,后者适于灰吹加锌除银的富铅。因为结晶法在大多数炼铅厂早已抛弃不必,故除德国的某些铅厂外,现代灰吹炉一般均用英式灰吹炉。
英式灰吹炉的结构如图1。该炉为一只烧重油的小型长方形反射炉,炉壁、炉顶、底基及烟道都是固定的,而炉床(灰吹盘)则是可移动的,损坏后的灰吹盘能够替换,这使操作更为简洁,出产成本也低。炉顶和炉壁一般用耐火砖(也有用高铝砖)砌成。灰吹盘为长方形,用加工和磨平的镁砖在可移动车架的钢板上砌成凹槽,再用镁砂掺耐火料加水玻璃捣实,或用水泥掺耐火料制成炉盘铲削呈浅盘状。熔池深度为100~200mm,面积大小视每批灰吹富铅多少而定。炉床侧壁和流渣口设有冷却水套(小型灰吹炉一般没有)。装入灰吹盘后,用泥将一切接口关闭,只在侧壁一面留重油喷嘴孔,在与之相对的侧壁上留几只插风管的小孔(小型炉子只留一孔)。风管供入的高压空气除氧化铅等外,还将氧化产出的炉渣吹往灰吹盘前端,使炉渣从水套上的流渣口连续流出。为削减渣口的损坏,大型炉开几只流渣口替换运用。烟气经烟遭和冷却系统进入收尘器。图1 灰吹炉示意图
1-炉壁;2-炉顶;3-炉床(灰吹盘);4-空气进口;5-地下烟道
替换新灰吹盘后,先用小火烘烤4~6h再升温至炉壁发红,然后自炉口连续参加富铅锭。至富铅液充溢灰吹盘,并撇出浮渣后升温至900℃或更高,刺进风管,供入1.47~1.96kPa(150~200mmH2O)的高压空气斜吹富铅液面。此刻,铅被氧化生成PbO浮起,并被风吹往灰吹盘前端。比及熔池液面被PbO掩盖一多半今后,凿开用黄泥堵住的流渣小沟,氧化铅即连续排至炉前的渣车内。跟着铅的氧化排出,熔池液面会逐步下降,应当令增加富铅于灰吹盘的斜坡上,使其缓慢熔化弥补入灰吹盘内,以坚持恰当的液面,并使熔池液面的一半为PbO渣所掩盖。在大型设有完善收尘设备的炉中,应坚持灰吹温度在1100~l200℃,小型炉则坚持900~1000℃,以加快铅的氧化。当连续加完几批富铅后中止加料,持续吹风氧化至熔池内简直全为金银合金时,可撒入少数硝石以加快铜等杂质的氧化。最终再均匀撒入一薄层骨粉(或于燥的水泥),将剩余的渣吸附洁净后扒出。除完渣后,尚有一层氧化铅薄膜掩盖在金银合金熔体的表面,因为激烈的氧化效果,使此膜呈现与虹类似的颜色。跟着氧化铅膜的蒸发,“彩虹”很快消失,合金表面呈现光辉灿烂的景像,俗称“银的亮光”。此刻,往液而加一层木炭掩盖,让其在复原气氛中,约于1000℃炉温下静置半小时,以除掉银液中所吸收的很多氧,然后浇铸于预先加热的锭模中,产出含96%~98%的金银合金锭,或许铸成金银合金阳极板送电解提纯。每炉灰吹作业的时刻,决定于炉床的容量、富铅的含银档次和灰吹速度。炉床的出产能力与富铅组分及操作有关。在一般蒹件下,1m2灰吹盘24h可氧化1t左右的铅。灰吹进程约丢失0.5%银,但灰吹低银富铅时可达1%。因为约有3%~5%的铅进入烟气中,故应进行烟气收尘,以下降银、铅的丢失和保护环境免受污染。
灰吹低银或高铋富铅作业,一般分两段进行。榜首段将其灰吹至含50%~70%银后铸锭,再参加另一小型炉子内进行第二段灰吹,直至产出金、银总量达99.5%的合金锭,或铸成金银合金阳极板送电解提纯。第二段的灰吹渣含银、铋较高,应与榜首段灰吹渣分隔,从中收回银、铋。有些工厂对一切富铅都选用两段灰吹,是因为:(1)削减银和铅的蒸发丢失;(2)不致因熔融金属液面的不断下降而需求挖深渣沟,损坏灰吹盘;(3)使某些金属集中于后期渣中,以便于收回。
图2为南非现在广为使用的英式灰吹炉。此炉的炉体也是固定的,灰吹盘也是可替换的。灰吹盘呈椭圆形,由镁砂捣制成,它的表面大部分为一凹坑熔池供氧化灰吹用,小部分略呈浅盘状中间开一沟,已生成的氧化铅及杂质借吹风管的风吹向前端,并从沟中流入沟端的暗孔中排出至模内。炉壁内侧,以油嘴进口和烟道出口两处向炉内呈喇叭形,以利于炉内遍地温度均匀。炉前留一查看操作孔,炉后开一风管刺进孔,后侧开一富铅锭加料槽。操作方法与图1的灰吹炉大体相同。此种炉子在1100℃灰吹,每炉可产含金银90%~99%的合金150~300kg。经用长柄勺舀出注入阳极板模中,送电解提银后再提纯金。图2 南非现用的灰吹炉(单位:mm)
桦子峪菱镁矿矿石选矿工艺探讨
2019-02-20 14:07:07
一、前语
1983年,咱们要点研讨了桦子峪菱镁矿I级品(即第三层矿)矿石的物质组成。跟着国际市场对高纯镁砂需求量的添加, 为了扩展矿山矿产资源的使用规模,冶金部矿山司给我院下达了对桦子峪低等第(Ⅱ、Ⅲ)矿石的使用研讨。为合作选矿研讨工作的进行,咱们对低等第矿石的矿藏组成及解离性,元素在矿石中的赋存状况等进行了研讨。并结合选矿试验数据,证明晰矿石特性对选矿作用的影响。
二、矿床地质概略
桦子峪菱镁矿是大石桥-海城菱镁矿的一个矿区。矿体赋存于远古界辽河群大石桥组中,呈厚层状或似层状产出。近矿围岩的菱镁矿矿化强弱纷歧,矿体产状与围岩共同,矿体中散布着巨细纷歧的白云岩残留体。
三、矿石特性
(一)矿石矿藏组成
经镜下判定并测算及x射线衍射分析,查明晰矿石的矿藏成分及其含量(见图1,图2,图3和表1)。本区各等第矿石矿藏组成最首要的不同是方解石仅存在于低等第(Ⅱ,I)矿石中。菱镁矿呈白、灰白、灰黑等色 并呈半自形或它形晶, 少量呈板状自形晶。晶粒一般为0.5厘米左右,少量晶体大者选lO多厘米, 小者小于1毫米。经电子探针分析, 各等第矿石中菱镁矿晶体内遍及散布着细粒自云石包裹体,但不同等第矿石菱镁矿晶体中所含包裹体的粒径纷歧样。I级品矿石中所含包裹体的粒径大都小于8微米(见图4a)。Ⅱ、Ⅲ级品矿石中所含包裹体的粒径大都大于15微米(见图4c)。菱镁矿晶体中还遍及散布着类质同象混入物钙(见图4a,图4c),但含量甚微。自云石为白、乳白、灰黑等色,晶粒一般在O.1~2毫米,呈团块状、脉状不均匀散布。石英常散布于白云石脉体中。滑石、含铁斜绿泥石互相严密迹生。透闪石、方基石往往被滑石和含铁斜绿泥石告知呈残留体零散散布于矿石中。褐铁矿系黄铁矿氧化后的产品,因而二者严密连生,呈星点状散布。方解石呈细脉状或呈薄膜状散布于矿石裂隙中。
(二)矿石组成矿藏的嵌布特性和嵌镶联系
在碎矿和磨矿过程中,矿石组成矿藏单体解离的难易程度,首要取决于矿藏的嵌布特性和连生矿藏之间的嵌镶联系。
经测算得知, 各等第(粗粒级:-20~+2mm}中粒级:-2~+0.2mm细粒级:-0.2~+0.02mm)矿石中菱镁矿嵌布粒度相同(见图5 ),即95% 以上为中一粗粒(d>0.2mm )嵌布。脉石矿藏白云石、滑石、方解石、含铁斜绿泥石、石英等呈细一中粒(d>0.02mm )嵌布(见图6 )。各等第矿石中菱镁矿与脉石矿藏白云石(见图4e,4f)、滑石、含铁斜绿泥石(见图4g), 方解石和石英等连生时, 互相间呈规矩或不规矩毗邻嵌镶。因为这些脉石矿藏的物理性质同菱镁矿的相差较大, 在碎矿和磨矿中,它们易与菱镁矿解离构成单体矿藏, 而白云石,方解石等的物理性质与菱镁矿的较挨近,且同菱镁矿接触面间的结合力比较大, 故解离性较差。(三)元素的赋存状况
矿石中有害元素钙 铁、硅等的赋存状况,直接影响分选作用。假如各有害元素会集存在于不同的脉石矿藏中,则可经选矿,使之排入尾矿。假如它们呈类质同象置换办法进入菱镁矿晶格中,则将伴随菱镁矿进入精矿中假如它们以细粒机械包裹物存在于菱镁矿品体中,若包裹体粒径(即客矿藏颗粒)较大,矿石细磨后,则可使之解离为单体颗粒,进行分选,若粒度过细,则不能解离成单体颗粒,而将被菱镁矿带入精矿中。
有害元素钙以下述三种办法存在于矿石中: 以矿藏的根本组成元素存在于自云石(CaMg[CO3]2),方解石(CaCO3)中;以类质同象混入物办法存在予菱镁矿晶体中;以白云石细粒机械包裹物存在于菱镁矿晶体中。
有害元素铁在各级矿石中, 除极少量以美质同象混入物办法存在于菱镁矿晶体中(见图4b)外,首要会集于含铁斜绿泥石和黄铁矿、褐铁矿等含铁矿藏中。
有害元素硅首要作为矿藏的根本组成元素,会集散布于石英、柑石、含铁斜绿泥石、方柱、透闪石等脉石矿藏中。
四、矿石特性对选矿产品质量的影响
等第矿石的化学组分(见表2 )和矿藏组成(见表1)根本相同,仅含量各异,而选别作用却不尽相同(见表3 )。如前所述, 各等第矿石组成矿藏的嵌布特性和连生矿藏间的嵌镶联系也完垒相同,因而影响精矿质量的仅有要素是以娄质同象替换办法存在于菱镁矿品体中的钙量多少和不均匀散布于菱镁矿晶体中的白云石包裹体的巨细。假如类质同象混入物钙较多,而白云石的包裹体粒径小,那么菱镁矿携带入精矿中的CaO量则大,反之, 则小。
为了了解各等第矿石精矿产品J扣菱镁矿单体内的CaO含量,使用矿石组成矿藏溶解的不同, 将镁精矿浸泡在冷稀中。方解石和白云石粉末遇冷稀均能发作反响而溶解,而菱镁矿粉末难与冷稀反响,构成残渣。因而,将钱精矿浸泡必定时刻后,精矿中的夹杂物方解石和自云石不复存在,而菱镁矿晶体中的娄质同象混入物钙和呈纤细机械包裹体的白云石被保存其问。将残渣竹 化学分析, 可断定CaO的含量(见表4 ) 此部分禽Ca0的矿藏用机械选矿办法无法排赊。经扫描电镜能谱分析可知, 各等第矿石中菱镁矿晶体所含类质同象混入物钙的量均极微,不是影响各等第矿石精矿质量差异的要素。
I级品矿石中之所以不能选出高纯镁精矿,是因为菱镁矿晶体中的自云石包裹体粒径编小,矿石细磨后,仍不或许解离而构成单体矿藏}能从Ⅱ、Ⅲ级品矿石中选出高纯镁精矿,是因为菱镁矿晶体中的白云石包裹体粒径一般都比较大,矿石细磨后,部分大粒径包裹体取得解离,构成单体白云石,被排人尾矿。
参考文献
[1]鞍山冶金地质勘探公司, 桦子峪菱镁矿床东段勘探陈述,1964年10月。
[2]刘守武、何先池,论大石桥式菱镁矿矿石,武汉钢铁学院学报,1985年,第2期。
[3]何洁联, 桦子峪菱镁矿矿石的物质组成与特性,l983年1月。
镍电炉结构(一)
2019-01-25 15:49:32
大型铜镍太熔炼电炉一般采用矩形电炉,它是由电炉本体和附属设备所组成。 1)炉体 矩形电炉炉体主要组成部分有:炉基和炉底、炉墙、炉顶、钢骨架、加料装置、熔体放出口、排烟系统、测温装置和供电系统等,如图所示。 (1)炉基和炉底。矿热电炉炉底温度较高,需要良好的通风冷却,所以电炉基由若干个(国内某厂为96个)耐热钢筋混凝土支柱组成,支柱一般高于1.7m,便于空气流通冷却和观察炉底情况。支柱地表面向安全坑一侧倾斜,以保证炉子发生事故时,高温熔体顺利流入安全坑内。支柱上方铺设成对的工字钢梁,其上铺设一层厚钢板(国内某厂使用40#工字钢,钢板厚度为40mm),钢板上砌筑镁质的粘土质耐火砖炉底,炉底为反拱形,以防止熔体侵入后,炉底砌体上浮。炉底反拱取每米炉宽升高100~200mm。炉底主要由粘土砖层与镁砖构成,两层之间留有30~50mm镁砂层。[next] (2)炉墙。炉墙的外壳一般采用30~40mm厚钢板制成,内砌耐火砖。由于电炉高温度区集中在电极附近,所以熔池区炉墙常用镁砖或铬镁砖砌筑,而最外层耐火粘土砖,渣线以上全用耐火粘土砖,炉墙砖均为湿砌,墙体留有一定的膨胀缝。为了延长炉寿命,近年来有些工厂没炉体四周外炉墙安装冷却水套,效果很好。由于炉子两端没有熔体放出口,炉衬易损坏,故端墙较侧墙厚。两侧墙设有工作门及防爆孔,便于开停炉、观察炉况的排泄炉内高压气体之用。 (3)炉顶。因矿热电炉的炉膛空间温度不高,拱形炉顶一般用300mm厚的楔形耐火高铝砖砌成。炉顶沿炉子中心线设有电极插入孔、转炉渣返回孔。中心线两侧还设有加料孔、排烟孔。由于炉顶开洞较多,这些部位用异形砖筑。先将炉顶砖砌好后,随即浇铸灌高铝质钢纤维低水泥浇注料。 2)钢骨架及紧固装置 为了使炉墙具有必要的刚性,在砖体的外面包一层厚30~40mm的钢壳板。围板外面用骨架加固。 电炉炉底的底板为带筋钢板,安在底梁上,底梁支撑在柱状基础上。 电炉内架由许多立柱组成,立柱相互之间的距离为1.5~20.m。两侧相互对立的柱子用拉杆拉紧,拉杆分别从炉顶上面和炉底下面通过,拉杆端头用螺母和销紧螺母达压紧在夹持立的柱的横梁上,横梁和螺母之间装有弹簧,以缓冲炉墙和炉顶受热膨胀时所产生的水平推力,拉杆是用直径50~70mm的圆钢制作的接头连接。 3)排烟系统 为使烟气从炉膛均匀排出,通常在炉顶设有多个烟孔,其配置视电极排列而定。烟气经烟道、旋风收尘器、电收尘器一系列净化设备后,根据烟气SO2浓度高低送去制酸或排空。 4)电炉加料装置 物料是从炉顶上的矿仓加到炉子 里去的,一般是利用炉顶两侧的刮板运输机,将物料运至小料仓,然后经加料管加到炉膛里,物料给料和配料,采用电振器来进行。 5)熔炼产物放出口 在炉子的一端设有2~4个放低镍锍口,位于炉底以上200~500mm的不同标高上。电炉熔炼的低镍锍,通常是稍许过热的(1200℃)。当放出过热低镍锍时,放过热镍锍时,放出口附近的砖体为低镍锍所浸透,而放出口本身因受蚀而直径变大。为了使放出口具有一定的直径,在孔的外面装有耐火衬套。耐火衬套是用耐高瘟铬镁质材料组成,也有用石墨衬套的,其孔径为30mm。衬套嵌入可拆卸放出口的锥孔中,要使衬套孔的中心和砖体上的低镍锍口中心相一致,使衬套对正中心并固定起来,所用的工具是最大的铸铁环、长箍和楔子,可拆卸的放出口板用连板或楔子固定在炉子外壳上。[next] 放渣口一般为2~4个,设在炉子另一端上,距离炉底的高度为1450~1750mm。放渣口的标高低于渣面,是渣含镍最低的部位。 6)测温装置 为了便于观察炉子的工作情况,在炉体的炉墙和炉顶等不同部位、不同熔池深度分别安装有热电偶,以测量指示各部位温室度变化情况。 7)设备的冷却与知短网防尘 (1)炉底冷却。电炉炉底和导电铜排设有通风冷却高施。电炉炉底由于镍锍 过热而有可能造 成炉底渗漏镍锍,采用处部强制通风进行冷却。每台电炉各用一台风机供风。炉底风机的运行视炉底温度高氏而定。当温底正常(400~500℃),可以不通冷却风;如温度过高(大于600℃),则必须通风。 (2)供电短网(铜排)冷却。由变压侧引出的导电铜排有两种型式:一种是水冷式管状铜管采用循环水冷,另一种是片状铜排采用通风冷却。片状铜排外部装有密封罩,因此必须对导电铜排加以密封,以防止因粉尘堆积而造成片间知短路。密封罩用厚1.5~2mm钢板制成,并用炉底冷却风向罩内供风进行冷却。 8)电极装置 为了向电极供电,每根电极都有一套夹持、供电及使电极活动的装置。电极活动的装置。电极夹持的构件主要为铜瓦,并通过铜瓦向电极供电。铜瓦为铜质弧形中空或预埋铜管冷却的长瓦状水套,其弧形与电极的外圆相吻合.在同一水平上沿电极壳环抱配置,一般为6~8块。电极的上下活动机构可分为机械式与液压式两种,机械式的方法是通过卷扬设备带动电极上下活动,液压式的方法是通过固定于楼板上的液压缸的柱塞升降,带动固定于电极的压放同样可以通过机械的方法和液压的方法来完成,前者通过钢带的续接,而后者是通过多组液压设备来完成。金川公司电炉的电极压放系统一直是采用洗衣液压方式,由以前的四组上下摩擦环、中间缸、二道 摩擦环及铜瓦楔紧起缸来完成,减少了中间缸,使设备更为简单。电极装置(包括夹持系统、升降压放系统)一个重要的问题是电极的绝缘,应给予充分的注意。应保证在任何已情况下绝缘都安全可靠。
关于延长中频炉炉衬寿命的探讨
2019-01-04 15:16:46
近年来,随着国民经济的高速发展,推动了冶金等行业的快速发展。而中频炉因其操作简单、熔炼损耗少、成分易控制等优点被电解铝行业选为熔炼设备。由于炉衬寿命短以及漏炉事件时有发生,严重影响生产安全。为此如何延长炉衬寿命,确保中频炉安全运行成为中频行业一研究课题。
河南神火铝业股份有限公司从2003年开始,用中频炉取代冲天炉逐步进入电解铝行业,通过多年来对中频炉的实践和探索,积累了一定维护、管理经验,使炉衬寿命由开始的70炉次延长至110炉次以上,大大减少了筑炉次数,降低了生产成本。
一、2t中频炉概述
(一)产品型号及参数
该公司2t中频炉技术参数列于表1。
表1 产品型号及参数项目进线电压∕V额定容量∕t额定功率∕kW额定频率∕Hz熔化率∕t·h-1参数575212505001.72
(二)工作原理
2t中频炉是把三相工频交流经整流变成直流,再将直流通过逆变系统变成中频交流,经过电容升压后流入感应线圈,在线圈中产生磁力线,磁力线不断切割炉膛内金属材料,金属材料便产生很大热量,从而将炉料加热熔化的一种电加热设备。
(三)系统组成
该设备主要由炉体、固定支架、液压系统、供水系统、电控系统等五部分组成。
二、炉衬常见问题和补救措施
(一)炉膛衬层裂纹
1、纵向裂纹
补救措施:打结后的炉衬,应立刻烘炉,前一星期或半个月不能停炉,应连续熔炼和保温,让其形成较厚的烧结层,以抵挡冷却收缩引起的拉应力。
2、横向裂纹
补救措施:从筑炉工艺着手,每次筑炉所耗炉料重量保持一致,炉衬密度均匀,捣打结实;每层打结完毕后加另一层料前,用平铲将已打实的表面松20mm左右,使层与层之间充分咬合;筑炉前,炉料搅拌均匀,防止在筑炉时有杂物掉入炉料内。
(二)炉面衬层剥落
补救措施:改变坩埚模形状,将其设计成台体,并且在坩埚四周均匀地钻一些小孔,烘炉期间利于排出炉料内水分,孔间隔225mm,孔直径2~3mm;延长烘烤时间(室温至400℃),利于水分排出。
(三)炉面衬层磨损
1、工作面烧结不良
补救措施:改变炉料牌号,试验炉衬使用寿命,为避免只有一个试样而得出错误结论,可连续做两次实验(炉料牌号:F-150A,F-155A,F-165A);延长烘炉时间(如减慢烘炉加热速度),能提高炉膛工作面抗侵蚀能力。
2、底部磨损严重
补救措施:筑炉底时,将捣筑厚度比实际炉底厚度高出50~100mm,打结完后再刮至实际厚度,使工作表面更结实;筑炉臂时,每次加料厚度宜控制在80~100mm,避免造成炉衬打结不紧实;加大炉膛底部冷却水流量,定期除管道水垢。
3、底部角落部分磨损
补救措施:避免在金属液面低的情况下操作,若输入功率不变,金属熔化量不变,液面高(过容量的70%)比较经济;当金属液面过低时,要特别注意加料,如果加入大块料,而电炉有输入高功率,则底部将会严重过热,加剧侵蚀。
5、炉壁侧面磨损(硅石衬层过度磨损)
补救措施:保持高的待用金属液面,使炉壁侵蚀冲刷均匀;待浇注前开足功率,这样只需短时搅拌,而平时炉温保持在1300℃左右;尽量在1400℃以下熔化冷料,保持稳定的熔化速度;熔化时,勤扒渣,使金属很快进入熔流,减小熔渣对炉衬的冲刷;坩埚模放置时保持与感应线圈同心,确保炉衬厚度均匀,保持误差在3mm以内。
(四)熔渣形成
1、低熔点熔渣
补救措施:短时间提高温度,可避免熔渣形成;经常改变炉膛液面高度,避免熔渣在固定一点形成。
2、高熔点熔渣
补救措施:加料前炉膛内的砂子杂物清除干净;使用比较清洁的炉料或经抛丸清砂处理过的炉料;熔炼温度控制在1400℃左右。
三、延长炉衬寿命措施
(一)筑炉
1、筑炉材料
常用的筑炉材料有镁砂和硅砂,大多数使用硅砂,硅砂价格虽便宜,但易被侵蚀。
筑炉前炉料要经过人工检查,保证其干净清洁。首先经过手选,主要去除块状物及其它杂质,然后进行磁选,必须完全去除磁性杂质。
2、颗粒配比
由于干法捣固炉衬时不可避免地形成空隙,其大小和数量直接影响炉衬的紧实度。而当空隙的大小及数量达到一定程度就无法阻止钢液的渗透,最终导致漏炉事件发生,因此合理的砂粒配比至关重要,具体颗粒配比列于表2。
表2 炉料颗粒配比类别∕mm3.962~1.6510.833~0.3600.360~0.147比例∕%15~2540~5030~40
在实际操作中根据炉底、炉壁的工作情况分别作部分调整,底部由于高温时间长,要求炉底强度高,因此粗砂的比例取上限,而炉壁则取下限。
3、打结与检验
炉衬打结质量好坏直接影响烧结质量,打结后的砂层致密度高,烧结后产生裂纹的机率低,干式打结前,先在线圈绝缘层内铺设两层石棉纤维布,后铺一圈不锈钢丝网。
打结炉底:炉底厚约280mm,分四次填砂。严格控制加料厚度,一般填砂厚度不大于100mm/次,筑炉人员围绕炉子缓慢旋转换位,用力均匀,以免造成密度不均,炉底打结达到所需高度时刮平。保证坩埚模与感应圈同心,上下垂直,周边间隙相等后用三个木楔卡紧,中间吊重物压上,避免炉壁打结时石英砂产生上抬。
打结炉壁:炉衬厚度为110~120mm,分批加入干式打结料,填料厚度不大于60mm/次,打结15min,直至与感应圈上缘平齐。
(二)烘烤与烧结
为获得三层炉衬结构,烘烤工艺大致分为三个阶段,具体烘炉曲线如图1所示。图1 中频炉烘炉曲线图
烘烤阶段:分别以60℃/h的速度将坩埚模加热至600℃,保温2h,目的是低功率时,排除炉衬中的水分。
半烧结阶段:以70℃/h升温至1100℃,保温2h,必须控制升温速度,防止产生裂纹。
完全烧结阶段:高温烧结是提高炉膛寿命的基础,烧结温度不同,烧结层厚度不够,炉膛寿命明显降低。
另外,炉体烧结后要连续熔炼5~6炉,使炉体烧结层有足够的烧结强度和厚度。
(三)熔炼及保养
影响炉体寿命的因素还与熔炼过程中炉体损耗有关,这种损耗主要表现为化学性侵蚀,夹带有物理性侵蚀。其原理是:炉料与炉渣中的氧化物发生反应生成低熔点的化合物,在钢液的不断冲刷下使炉体变薄。
阶段性熔炼完毕后,炉口用石棉布盖上,防止炉体快速冷却而产生裂纹,下次熔炼时不能较好融合,从而产生穿钢现象。
四、结束语
结合多年来积累的中频炉管理工作经验,对炉衬常见问题所采取的措施经过实践证明是合理的、可行的;生产过程中应重点把握中频炉的筑炉、烘炉、熔炼及保养三个环节,可以有效延长炉衬使用寿命,降低筑炉次数。
230kA大型电解槽焦粒焙烧启动技术要点与实践
2019-01-03 09:37:07
铝电解槽,无论是新建系列的还是大修的,在投入生产运行前,都必须进行焙烧,然后启动。对于电解生产来说,大型预焙铝电解槽的焙烧启动是一个极其重要的环节,它不仅关系到电解槽能否顺利投产,而且影响正常生产、技术经济指标及槽寿命,历来为国内外各厂家所重视。随着大型预焙铝电解槽的发展,其自身的工艺也随之研究开发,不断创新并加以应用。特别是大型槽的焙烧启动工艺,对于新系列的电解槽更为重要,也是铝行业不断研究的热点之一。近年来,随着大型预焙阳极电解槽在我国的迅猛发展,各铝电解厂家纷纷对电解槽焙烧启动的方法进行积极探索。本文通过剖析生产现场焙烧启动技术发现存在的问题,并在此基础上提出改进措施。我公司230kA电解槽自2004年投产以来,通过对焦粒焙烧启动的技术的不断摸索和完善,使得电解槽槽龄平均达到了1 800天左右,1 78台电解槽焙烧启动过程没有出现脱极、早期破损和漏炉停槽现象,应用效果较好。
一、焙烧启动技术要点
(一)铺焦粒
为了使阳极底掌与石墨粉煅后焦混合料有良好的接触以保证电流分布均匀,提高焙烧质量,选择煅后焦颗粒2~4毫米颗粒比例占80%左右,以增加与阳极炭块的接触面积,千万不要小看这第一步,因为焦粒粒度直接决定送电后的焙烧效果和阳极电流分布情况。铺设焦粒前,将电解槽阴极炭块表面彻底吹扫干净后,下降大母线使之标尺刻度放置在3 50刻度,焦粒铺设和阳极的安装自A8、B8开始连续铺设,至Al、Bl结束。使用专用刮板尺将阳极下焦粒刮平,厚度2厘米左右,每一块阳极下焦粒厚度不能出现大的差异,否则会出现局部温度不均匀的现象,影响到焙烧效果。单台电解槽铺设焦粒总量在450千克左右。
(二)选极、挂极
我公司双阳极要求挂极必须确保阳极底掌与焦粒接触面积达到98%。压实率达到95%以上。安装阳极前,应检查阳极炭块有无质量缺陷,铝导杆是否垂直,磷铁环是否饱满、松动,有无夹渣和裂纹,阳极底掌是否平整。然后将合格的阳极炭块组用天车吊起,对准阳极卡具位置,指定专人用手扶住铝导杆,使其紧靠阳极母线,平稳地放在焦粒层上。检查阳极四周和四角是否压在焦粒上,不允许出现悬空和接触不良的现象。由专人用手旋紧小盒卡具螺栓,接好软连接装置。操作重点是要首先保证阳极底掌与焦粒充分接触,同时阳极导杆应尽可能与水平大母线形成面接触,以减少拧紧卡具后阳极的位移,从而减少阳极导电不均的程度,可以防止局部阳极电流过大而出现的钢爪发红、脱落等异常现象。
(三)安装软连接
采用软连接的优点是可以保证阳极与焦粒始终良好的接触,能够避免因电流不均造成的局部过热现象。还能吸收焙烧过程中相关部位热变形的影响。安装前软连接与阳极导杆及阳极大母线接触各部位应当清扫、打磨干净,各部位螺栓必须紧固,以防止接触不良发生打火现象。大屯铝业公司230kA预焙阳极电解槽采用软连接器如图1。图1 软连接器
全槽阳极挂完后安装软连接,小盒夹具可由专人用手稍微带紧,而不必使用工器具,让其呈自由升降状态。
(四)装炉
焦粒铺设、挂极完毕后,各极间缝隙用牛皮纸填充,防止钙和碱进入阳极中间。在阳极四周的槽膛处紧贴阳极底掌至人造伸腿之间铺2~3厘米冰晶石,然后在“人造伸腿”上均匀铺1.5吨氟化钙。此后在氟化钙上再装入一层厚约10厘米冰晶石,再在其上装纯碱1.2吨。再盖冰晶石至满槽,要求阳极组上表面以上15厘米,但不能盖住钢爪。加入槽内的冰晶石,要求阳极上表面较高,边部稍低,中缝填冰晶石以加强保温。
(五)分流片安装与拆除
选择分流片作为分流器,分流片为钢制从阳极钢梁焊接在对应的阴极钢棒头。应当说明的是,分流器的分流量不是固定不变的,在通电初期槽电压较高,分流器本身温度低,电阻率低因而分流较多。随着焙烧的进行,槽温升高,槽体电阻下降分流器温度升高,其电阻率亦升高,此时焙烧槽的电流会自动提升。江苏大屯铝业有限公司分流片形状如图2所示,两头采用钢板,中间为软钢带。这样就能保证了分流片的强度,分流量的大小经过计算初期为50%~60%左右。图2 分流片示意图
当通电12小时后,可陆续拆除分流片,如电压低于3.0伏,一般可按先角部后中间的顺序,从Al、Bl、A8、B8处先行拆除。当时间超过24小时,且槽电压低于2.7伏时可陆续拆除其它分流片。拆除分流片时,每次的槽电压升高值不得超过1.0伏。若超过此范围应停止拆卸,并检查阳极电流分布,待电压稳定后再继续卸。分流片全部拆除后,槽电压不得超过4.0伏。温度偏低,电流较小的阳极优先拆除分流片。拆除分流片的片数和增加分流片视情况决定。拆除分流片后,应抓紧时机做好调整工作,使两极电流分布调整到最佳状态,使电解槽安全平稳地进入伞电流焙烧阶段。
(六)通电焙烧
完成短路口操作并检查确认无误后,通知整流所通电。送电过程中,如冲击电压超过5伏,则应放慢升电流速度,当升满全电流时,冲击电压不得超过5.5伏。如图3所示。图3 电解槽送电历史曲线
(七)启槽准备
1、紧阳极卡具和拆除软连接
全电流送电120小时后,槽电压降至2.2~2.3伏,安排专人上紧小盒卡具两次,防止漏拧或未拧紧,并经常检查电压上升情况,发现问题及时进行调整。拧紧卡具会造成阳极底掌面产生一定的位移,引发局部阳极底掌与导电介质接触不良,引起阳极导电均匀程度变差。因而为了尽量使整个焙烧过程电流分布均匀,拧紧卡具的时间应在启动前的2~4小时内进行,而且是分次进行拧紧,尽量减少阳极移动量,提高焙烧质量。如果过早地拧紧卡具,阳极受热应力的作用要向上隆起,如果阳极不能向上自由移动,那么只有挤压上部机构变形或向阴极内衬薄弱位置传递,势必会造成阴极早期破损。拧紧卡具后,便可拆除软连接,实际拆除软连接后,槽电压一般上升值不大于0.3伏。图4 电解槽启动历史曲线
2、启动前槽内电解质和电解质温度要求
测量电解槽的中缝电解质高度达到30厘米以上,温度高于850℃,槽四周局部开始熔化,烟道及出铝端温度在700℃以上。并再次检查供料装置、槽控机是否良好,槽控机上和短路口用遮挡物保护,槽上软管及接头用石棉布进行保护,防止高温烘烤。
(八)启动电解槽
1、干法启动
前20台槽采用干法启动,后续槽视情况可采用湿法启动。
随着物料的溶化,当中缝电解质高度达到30厘米以上时,可将电压提升到10~12伏,待物料全部熔化,电解质高度达到40厘米,槽温在970℃时,用大钩清理阳极底掌,及时捞出炭渣。手动AEB,待氧化铝溶解后再加入1.2吨的碳酸钠,电压保持在7伏左右。用参数变更单通知上位机开通自动下料,下料间隔设定为200秒,开通效应报警并取消极距控制和浓度控制。安排取电解质试样分析。
2、湿法启动
将活动溜槽和注入平台放到待启动槽的出铝端。出铝工在得到灌电解质指令后,用真空抬包从预先选定的几个电解槽中抽取高温电解质。天车将电解质吊到待启动槽旁,边灌电解质边抬阳极,电压保持在9伏左右。灌完电解质后,再视槽内电解质高度,决定是否继续添加冰晶石或混合料进行熔化。当物料全部熔化,电解质高度达到40厘米、槽温达到980℃以上时,用大钩清理阳极底掌,及时捞出炭渣。以下同干法启动程序。
(九)灌铝
电解槽启动后,尽量在24小时以后灌铝,特殊情况可根据槽电压、槽温和电解质情况在启动12小时后可灌铝。否则,电解槽长时间在高温状态下有可能发生“含炭”、电压摆等现象,如图5所示。图5 灌铝历史曲线
24小时后分两次灌入12吨左右铝水,将活动溜槽平台放到灌铝槽子的出铝端,天车将抬包吊到指定位置,出铝工通过溜槽将铝水灌入槽内,与此同时,有专人在槽控机旁抬阳极,边灌边抬阳极。灌铝前槽沿板上铺设氧化铝粉,以防止飞溅铝水,灌铝时应注意用溜槽缓慢注入,避免铝水流到钢爪上。灌铝结束,电压保持持在5.3~5.5伏。待槽子四周围的电解质表面结壳后,加足极上保温料,整好形。盖好槽盖板,整理现场。次日早取铝试样送化验室分析。灌铝后第三天可考虑出铝作业,出铝量按铝水平情况确定。
(注:前半期电解槽灌铝用的铝水可采用加铝锭的方式,随后电解槽可从前期启动槽内抽取。)
二、焙烧启动过程中异常情况处理及监控
(一)焙烧期间
如因电流分布不均而导致阳极钢爪过热、发红时,可扒开相应极上保温料,用专制风管对住过热发红处吹风,或用铁制工具搭接到相邻槽的阳极钢梁上进行分流。如15分钟后效果仍不明显,可松开夹具,对该组阳极实施断电,一小时后再恢复送电(注意:采取断电措施的阳极组数不能超过3组)。如因铁环熔化而导致阳极脱落,可先将导杆取出,留在槽内的碳块待启动后再捞出。如因局部温度过高而导致该处物料熔化速度加快,特别是中缝和极缝处的保温料塌陷,出现火孔时,应及时添加物料封住火孔,以减少热损失和防止阳极氧化,提高能量效率既可局部降温又可加快物料熔化。如个别阴极钢棒因电流集中而过热时,可用风管吹风降温,若效果不好,则可用调整对应的阳极电流的办法解决。在点动阳极抬电压时的过程中,如出现电压大幅摆动现象停止点动。对于导电效果较差的阳极可以松开卡具,用大锤在到杆顶端使劲往下敲击,以增加该极与焦粒的接触,改善导电效果。焙烧时期电压变化是衡量焙烧效果的一个重要条件,对异常情况的正确处理是保证焙烧槽电压稳定有序变化的关键,焙烧电压曲线如图6。图6 焙烧历史曲线
(二)启动期间
启动期间如发现槽壳侧部的温度达到350℃以上应及时吹风降温。如果发现个别阴极钢棒温度过高,应及时吹风冷却,若温度继续升高,甚至出现钢棒发红现象时,可采取摘出阳极组的办法,但每台槽的阳极摘出量不得超过3组,做好用水冷却钢棒的准备,必要时用水冷却。为避免电解质“含炭”,启动时槽温应控制在980℃~1000℃,若出现“含炭”苗头,应果断地取加冰晶石降温或倒换电解质措施,尽力避免“含炭”。
灌铝后如出现渗铝现象,应当即吹风降温,若吹风后仍继续渗铝,应在边部加入镁砂和氧化铝混合料,然后用天车或碓子将混合料砸实,并及时汇报。如发生漏炉事故,应积极采取措施,用镁砂等堵漏,如仍不能解决问题应及时降阳极,将电压降至最低点,与此同时立即汇报现场指挥与整流所联系,将电流降至80KA以下,以最快速度完成短路操作,尽量将损失降至最低程度。
(三)测量监控
焙烧槽电压记录,升至全电流时,记录下当时的冲击电压。第一次记录后,每4小时记录槽压和时间,并据此做出电压曲线。焙烧槽温度测量和记录(预埋电热偶的槽测量)测试位置在预埋9根热电偶套管处。通电30分钟后进行第一次测量。第一次测量后,每4小时测量一次,并据此做出温度曲线。
阳极电流分布的测量和记录:通电30分钟后进行第一次测量,此后每1小时测定一次,特殊情况可加大频次。对于电流分布过高、过低处要重点标出并汇报,对分布异常的不仅要处理,而且要将处理结果和处理时间记录下来。
阳极钢爪温度的测量:升全电流一小时后测量一次,以后每小时测量一次,以后可根据现场情况决定是否需要测量。
阴极钢棒和槽壳温度的测量:焙烧期间每l小时测量一次,启动后3天内每8小时测量一次。
阳极上下串动记录:焙烧期间每天测量记录一次。
表1 电压保持和温度控制参考值表启动时间8h16h24h36h48h72h96h120h第6天第7天第二周第三周第四周第五周电压(V)7.56.56.55.04.64.54.54.44.34.34.254.254.254.206.56.05.04.84.54.4温度980970~980960~970
表2 启动后分子比参考值表
三、后期管理
电解槽后期管理非常重要,对电解槽以后的平稳高效有着决定性的影响,对后期管理主要特点包括高温、高分子比、高电解质水平、低铝水平等管理思路,目的就是在这一时期要形成规整的炉膛。我公司后期管理主要内容如下。
1、电解槽启动后期的管理
2、效应系数和NB间隔
效应系数:启动后5天内2次/槽·天,15天内1.0次/槽·天,15~30天内0.5~1.0次/槽·天,此后视电解槽运行情况可逐渐转入正常情况。
NB间隔:启动一周内2.5~3分钟,一周后设定为2~2.5分钟。以后视情况转入正常。
3、分子比管理
4、铝水、电解质水平保持
铝水平:启动一个月内按15~17厘米保持,一个月后按18~20厘米保持。
电解质水平:启动一个月内按23~26厘米保持,一个月后按20~22厘米保持。
四、总结评价
通过对对230KA电解槽焙烧启动特点的分析,我们不难发现只要掌握住了技术要点并且持之以恒严格管理,那么在实践上就能取得较好的效果。我公司1 78台电解槽在焙烧启动过程中没有出现过一次脱极和早期破损现象,也证明了措施的可行性、科学性。总体说主要有以下几点:
(一)电解槽的焙烧启动工作是电解槽生产的开端,要以科学理论和技术为依据,在实践生产中与时俱进,以延长电解槽正常高效为目的,不断优化工艺。
(二)从电解槽焙烧启动操作工艺的各个环节看,它还是一项系统的管理工程,必须加强技术和管理方面的培训,以适应生产的需要。
(三)掌握住焦粒焙烧启动特点和方法,可以使得电解槽的阴阳极电流分布更加均匀,升温速度更加合理,槽温分布均匀,避免了局部过热的现象,扎固糊焦化良好,可望获得较长的槽寿命,降低吨铝生产生本。
(四)采用焦粒焙烧启动技术,简便实用,成本低廉,易于操作。但是230KA预焙阳极电解槽采用双阳极结构,由于铺焦粒和阳极组装的质量问题,常会造成铝导杆导电比较均匀而两块阳极电流分布不均的情况,这是双阳极电解槽致命的缺点,应该引起足够的重视。
(五)在电解槽启动后的一年中,后期管理非常重要,应严格避免技术条件的大起大落,有了这一年的平稳运行期后,电解槽的运行将会非常稳定,不仅高效低耗,减小劳动强度,也有利于延长电解槽寿命。
镍基废料在转炉中处理
2019-01-24 11:10:25
用电弧炉处理成分简单和复杂的镍铁,同其它方法相比,具有一定的优越性。但它也有缺点:熔炼需消耗高的电能、除杂工序复杂及工艺周期较长等。
国家制镍工业科学研究所和巴布什镍厂共同研制并投产一种处理含镍废料的方法,用转炉处理。
企业的工艺流程规定,在矿热电炉中从氧化矿石里将镍和铁提取成镍铁。这时得到贫镍的铁合金。其特点是杂质含量高。镍铁的大致成分为:Ni4~5%,Co0.2%~0.3%,Si4~6%,Cr1.5%以下,C2%以下,S0.25%以下,P0.15%。这种镍铁不可能成为商品,需将其精炼。先用炉外法除硫,然后在转炉中除去杂质。利用鼓氧的方法使杂质熔于熔体之中。处理含2%的硅的镍铁时,需相应采用一次性精炼。
高硅镍铁连续在两个转炉里精炼。在带有酸性内衬的炉内除去铬和部分钴,使其转入渣中;在带胡碱性内衬的炉中除去磷和炉外贫化硫后残存的硫。
第一期精炼的特点是,由于硅、碳的氧化和铁的局部氧化而放出大量的热:
Si+O2=SiO2+875.71千焦/摩尔 ↘
C+O2=CO2+393.13千焦/摩尔 (1)
Fe+1/2 O2=FeO+268.77千焦/摩尔 ↗
为了保持标准温度1500~1600℃,必须采用专用的冷却剂。巴布什镍厂采用石灰石、氧化了的镍矿石和水作为这种专用的冷却剂。
石灰石的冷却作用基于其热离解作用:
CaCO3=CaO+CO2-205.65千焦/摩尔 (2)
在转炉冶炼的温度条件下,发生吸热反应:
Fe(液)+CO2=FeO+CO-13.93千焦/摩尔 (3)
随鼓风一起进入熔融物的水,需要6562千焦/千克的热量用于加热、气化,以至使蒸气加热至1480℃。
在转炉里同第一批粗镍铁一起处理再生有色金属有一个伴随转炉热平衡的变化问题。当镍铁合金的冷料加入时,需要热量对其加热、熔化。在此情况下热平衡起到冷加料的作用,在加工组份比较复杂的废料时,它们充当冷料的角色,尔后,开始氧化、造渣。转炉中温度开始升高。金属-杂质氧化过程中放出热量的一次近值可根据下列反应判定:
2Cr+1 1/2 O2=Cr2O3+1123.6千焦/摩尔 ↘
W+1 1/2 O2=WO3+858.15千焦/摩尔 (4)Mo+1 1/2 O2=MoO3+326.8千焦/摩尔 Co+1 1/2 O2=CoO+216.0千焦/摩尔 ↗
所列出的热效应值证明,在双联工艺中,将再生料放入碱性转炉中处理是适宜的,即第二精炼阶段。因为在第一精炼阶段就有很多过剩热放出。
铬、钨和钼在碱性炉衬转炉中的性状与上述情况相似,区别在于氧化剂的性质。在电炉中熔炼镍铁时,杂质氧化的动力取决于固态-固态系统、液态-固态系统中的相互作用。在转炉中,固态-气态系统、液态-气态系统是主要系统。在动力学方面,这些系统更为有利。如果电炉中去除杂质需要几小时,那么在转炉中只需几分钟。[next]
制取镍铁时,在观察转炉中杂质的状况时,应特别注意铜。铜是一种最不理想的,同时也是一种最难分离的元素,特别是在高温下。根据艾里奥特的资料,在Fe-Cu系统中,1600℃温度下,低浓度范围内,铜的活度系数等于10.1。在同样条件下,铁的活度系数仅接近于1。
C、Si、Cr和W提高了溶于铁中的铜的活度。尽管如此,铜仍不可能按交换反应转入渣中,即在系统中,没有这类能将氧转给铜的金属氧化物。
巴布什镍厂进行的平衡熔炼表明,转入精炼酸性阶段的渣中的铜不多于其含量的1%;转入精炼碱性阶段的渣中的铜略多一点,占其含量的6~10%。铜在渣中的含量为0.007%。
因此,再生金属入炉前,必须首先扩大铜的备料,不得掺入商品铜。
在带有碱性炉衬的转炉中所得炉渣含CaO达20~30%、Ni0.7~0.3%、Co0.02~0.8%。钨、钼通常含0.n%,有时稍多些。铬的含量约高一个数量级。
进入巴布什镍厂的再生含镍废料一般是浇冒口、扁锭及切边、屑等。其中镍含量达60%,钴达40%。废料还含有为数不多的其他有色金属。
从资源综合利用的观点来看,送到企业里的复杂合金废料主要有切边、屑,这是最有利的。下面列出这种原料的成分:
钢的牌号 Ni Fe
Б-66 14.5 62
H29K18※ 29 33
ЭИ929※① 28 4.5
ЭИ598 64 4.5
ЭИ602 73 2.5
ЭИ617 65 4.5
ЭИ699 70 4.5
ЭИ703 37 32
ЭИ783 35 41
ЭИ481 8 67
ЭИ437 28 42
ЭИ126 27.5 40
将复杂合金原料装入转炉,鼓氧吹炼。从镍铁矿中除去碳和磷,从再生原料中除去钨、钼和铬。
产品是镍铁фH-07,含Ni4~6%、C1.2~2.0%、Cu0.1%、Si3~5%。镍铁的用用户是汽车拖拉机工业。
在国内的实践中,采用容量为50吨的转炉。容量为250吨和300吨的转炉已完成设计,这些都是立式炉。上述容量的转炉主要尺寸如下:
容量(吨) 50 250和300
炉高(毫米)
整体高 — 9485
工作空间 6335 8490
直径(毫米)
外径 5200 8350
内径 3600 6500
炉口 1080 2600
熔池深度(毫米) 1050 1500
容量(米3) 55 217
转炉的外壳用35~100毫米厚的压延和模压钢板焊成。上面所谓“顶盖”的圆锥部分常制成可卸形式,因为它会很快磨损。炉底也是可拆卸的。带有碱性炉衬的转炉有两层炉壁,内层用铬镁砖镶砌而成的,靠近外壳的一层用菱镁矿铬砖砌成。
在耐火砖层和金属外壳之间填有耐火粉料(镁砂)。为防止转炉干燥膨胀,每隔12~15块砖有一个3毫米厚的膨胀缝。带式缝内衬铬镁砖(图1)。转炉的平均寿命为150~200炉。炉衬的烧穿速度为0.3毫米/分·炉。[next]
熔炼的温度和出渣制度,熔剂和再生料的装料方法及其成分,熔炼的持续时间等是炉衬烧穿的基本原因。
图1 立式吹炉(图中单位为mm)
转炉的翻转机构由与带有传动装置的轴耳相连接的传动系统(减速器)组成。转动由两台可同时工作的功率为75~200千瓦的直流电动机驱动。用三根无缝同心管制成氧气鼓风口。氧气由中央管道通入,沿中间管道通水,水再沿外部的管道排出。风口上部的连管以软管同氧气管及水管连接,风口下部用旋接或焊接的方法将铜接头与喷嘴相连,以便向转炉内送氧。
喷嘴的形状对过程指标起重要影响。它可做成圆柱形,出口处较宽,并有收缩性,带有回旋导向片,保障气流在圆柱形可伸缩的风口中达到声速。这种速度正如实践证明的,对碳氧化的动力肯定有影响,可降低渣的氧化性,减少熔池喷溅物抛撒,有助于更充分地吸收氧。
带有拉瓦尔喷嘴的氧风口的平均寿命为600~800炉(图2)。风口的长度取决于转炉的尺寸,从7米到15米不等;喷嘴口的直径取决于氧气的耗量,介于28毫米至100毫米之间。
图2 拉瓦尔喷嘴(图中单位为mm)
多流喷嘴是有发展前途的,它保证向转炉内多处供氧,因而降低了工作间壁的旋流强度,减弱全属飞溅的涡流能量。
立式吹炉多年运行的实践显示出了炉壁、装料量、氧气流动力与被吸入金属的成分之间的关系。立式吹炉的工作容积应在气体最大量分离时能容下双相熔池(两个静止池的容积)和溅渣区。
(前)苏联在设计转炉时采用装料量为0.8~1.0米2/吨的容量。自由工作空间与金属熔池体积之比应大于4,最佳比例为V炉:V金属=5。
静止熔池的深度采用1~1.75米,工作空间与池深之比等于5;熔池直径与深度之比应为3.0~3.6。
炉口做成倾斜的,炉衬直径应保证镍铁例出、熔剂及再生有色金属废料装入。在中等容积的转炉里,炉口直径应等于转炉内径的二分之一。 上述资料通常用于检验所选转炉的正确性。这些转炉是机械厂按现行标准生产的。11:21:25
耐火资料显微结构对功能影响
2019-09-18 18:55:55
耐火资料在运用中受高温、化学腐蚀、热震、窑料的冲击和磨损及其他机械应力等损坏性要素的效果逐步发作损害、蜕变以致终究损毁。耐火资料在微观上可视为具有高熔点的均质资料;在细观尺度上(分辩率103~12um),许多资料的结构要素为孤岛状粒子、基质和二者间的界面;在显微尺度上(分辩率102 ~10Vm),微结构要素为主晶相、次晶相、玻璃相和气孔等。各相的品种、数量、描摹、粒径及散布等影响资料的功能或行为,并由此决议资料的质量和运用效果。工艺要素的改变必定在产品的显微结构上有所反映,层次纷歧的同类资料必定有不同的显微结构特征,各种损毁要素对耐火资料的效果必定在资料的残衬中留传其损坏进程的信息。因而,以显微剖析为手法并合作其他研讨办法,对发现问题、找到其处理办法及进步耐材的质量和惯例运用的寿数有极大含义。现代测验技能的开展极大地丰厚了人类知道微观世界的手法,直接调查资料的微结构变得越来越便利、所获信息也越来越丰厚。但是,对调查成果的解析则滞后于测验技能的开展。资料微结构与功能和损毁机理的联系一直是资料科学的抢手课题,但很多的经历有待于上升为理论,已有理论亦有待完善和不断地丰厚以构成完好的常识系统。本文将在已有根底之上。但是,除纯度之外其他要素也极大影响着资料的功能。经济合理性的要求和资源条件的制的办法。对双相资料而言,依第二相的散布可将其分为如下3类:弥散均布结构:第二相粒子以孤岛状均匀散布于榜首相物质组成的基质中;集合颗粒结构:第二相粒子聚合成团或呈不接连的半链状散布于榜首相的基质中;渗流状结构:两相各呈联通或大体上联通的三维结构网架。复相资料的性质一般由其间的接连相所决议,但受其间被包裹的第二相粒子的严峻影响。第二相的含量添加使该种物质各粒子的触摸几率增大,此含量增至某临界值时,渗流结构的呈现使资料的许多性质发作明显改变。优质电熔白云石砂虽结构细密,经高温加工后亦有较多MgO固熔于CaO;但它是以方镁石籽晶为粒子、方钙石为基质的第二相而呈半链状的集合颗粒结构。这种资料一旦水化、生成Ca(OH)的损坏性体积效应将沿接连的方钙石相传达,致使资料发作较快的传染性溃烂。堇青石一莫来石窑具资料有很多长处,但其首要缺点是高温力学功能较差,改进这一单薄环节是很多研讨者的课题。~3显现了2种此类资料基质的显微结构。资料A中的堇青石(C)间、堇青石与莫来石(M)生成了联接桥;尽管联接桥含有较高的Si2(S),但因为构成较结实的三维骨架因而有较好的高温功能。资料D中这种联接桥发育较差,且因为其游离Si2和Na2等杂质较高,而具有较差高温功能。堇青石一莫来石资料A、D的抗折蠕变曲线见、。堇青石一莫来石资料D的抗折蠕变曲线2.2主晶相的晶粒度结构陶瓷按最小缺点准则规划,以为缺点尺度与晶粒尺度恰当,资料的强度(f)与d联系见式(1)。细密细晶资料一般对应于高的强度与耐性,并由此等待其具有杰出的抗热震性和抗冲击与耐磨蚀性。耐火资料寻求抗腐蚀性和高温下反抗变形的才能,高温恒应变速率下变形所需流变应力由式(2)给出131.由此式可知在其他条件相一起增大晶粒尺度(d)可有用添加资料的抗变形才能。活化能、T一绝对温度、n、P―应力及晶粒指数、A、P―常数。大的晶粒尺度使炉渣难以沿晶界侵入资料内部、防止耐火主晶相为腐蚀物所切开,并进步了资料的抗冲刷性。显现了MgO晶粒尺度对含碳10%、镁碳资料对炼钢炉渣抗腐蚀性的影响21.大晶粒电熔镁砂被用于进步镁碳资料的功能,特别适应于制作炼钢及炉外精炼炉高蚀损部位的耐火资料。但是,结构陶瓷的规划思维仍有可取之处,如细晶板状刚玉较电熔刚玉有较高强度与韦布模数41;方镁石晶粒办400时,Mg颗粒的抗热震性随晶粒增大而逐级下降(见)。氮化物结合SiC窑具含有很多气孔、氮化物和SiC在氧化性气氛中的热力学安稳性又有限,因而产品寿数的保持在很大程度上决议于其外表构成的保护性Si2釉层。制品的寿数取决于釉层的质量与安稳性、毛细孔的通氧才能与结合相的抗氧化性。如北京东陶公司运用的资料A为高纯的由粒状Si2ON2结合的SiC窑具;为纤维状Si3N4结合的SiC窑具,纯度较差。运用后,A的釉层薄而细密,资料内部氧化又慢,因而执役寿数为3~4年;中的杂质搬迁并富集于外表釉层、釉层鼓泡、开裂和呈现疏松,内部氧化严峻而仅有1年的寿数。杂质的富集使轴层软化、气泡的呈现使氧化膜疏松、厚的釉层易于在热震中开裂,这样上述釉层就不能很好发挥密封效果、加之资料内部物质的抗氧化性较弱而明显缩短其运用寿数。4气孔气孔供给了腐蚀物质侵入资料内部的通道扩展了反响面积,并严峻削弱资料的力学功能。但是,许多耐火资料出产的根本工艺的特征决议其不能防止气孔的发作。对烧结资料需求必定的气孔率来保证其抗热震性;对隔热资料更需求其保持很高的空地率以保证其低导热和低蓄热性。因而,问题的关键在于运用气孔的有利一面而约束其晦气效果。据开裂力学能够导出下述公式。经过研讨上述机理Sonntag制作了一种新式重结晶碳化硅窑具,经过选用化学手法按捺上述强度的改变点而明显延伸其执役寿数。据估测,所参加的物质可能使Si2薄膜有用密封气孔外表经过开掘前述方石英物质的潜力而有用延缓了氧化。从Somtag供给的显微照片也可看出,原资料的孔距离小,孔之间连通度也较高,运用中发作的很多的小裂纹均是以贯穿气孔的方法扩展,裂纹中SiC氧化导致的体积效应难以被消容而发作很大损坏力使裂纹进一步扩展,由此发作新的氧化和损坏使裂纹不断地发作并扩展和连通成网,然后使资料功能敏捷劣化并终究损毁。新资料在孔结构上有所改进,为削减应力集中和按捺裂纹的发作起到了必定效果。5结语以上对耐火资料显微结构要素如主晶相、低熔相、气孔等的效果及其对资料功能和损毁机理的影响进行了讨论,对若干耐火资料的发展进行了剖析。经过概括能够得出以下定论:耐火资料的主晶相应有杰出的热力学安稳性,这意指资猜中不应在运用中发作有害的反响并在工作环境中体现必定的“慵懒”。安排安稳是功能安稳的条件,也易于使资料取得满足的运用寿数。主晶相表征了资料的根本功能,但资猜中的接连相对功能有明显的影响。当对高温力学功能有较高要求时,应使耐火相构成结实的三维骨架,并使低熔相龟缩成孤岛状。恰当增大晶粒度有益于进步资料的抗腐蚀性、抗冲刷性和高温力学功能,当晶界单薄时这一点尤为重要。削弱杂质的晦气影响是一个具有很大含义的课题,不只要操控杂质总量,并且需求操控杂质组分间的份额和约束最有害的杂质的含量。当耐火资料的外表构成保护性薄膜时,薄膜的质量和安稳性受微量组分的激烈影响,一些利于下降外表张力的物质会搬迁并富集于薄膜中然后明显影响蚀损进程和资料的运用寿数。资料的弹性模量、开裂功导热系数等均是孔隙率的函数,而强度为孔隙率和最大孔径的函数。因而,削减均匀孔径特别是最大缺点尺度是处理孔隙率与强度之对立的途径。当腐蚀为首要损坏要素,且腐蚀反响随同较大胀大性体积效应时应竭力防止或按捺裂纹发作。在裂纹面间生成的反响产品将撑开裂纹,使之扩展并发作新一轮的腐蚀和胀大、然后促进资料敏捷损毁。满足的空间是纤维自成长的条件之一,但反响产品间易于存在很大空地或低熔相。因而,在纤维成长之后应选用恰当办法如热压、浸渍或晶化等以改进安排和更有用发挥纤维状物质的效果。
一种生产环保型氢氧化镁的新工艺
2019-02-22 09:16:34
跟着社会经济的开展,燃煤开释的二氧化硫、二氧化碳,燃油开释的硫化合物,氮化合物及采矿、冶金、印染、化工、制药等职业排放的工业废液对人类赖以生存的环境的污染日益严峻,怎么有用地处理这些污染要素,以削减它们给人类带来的巨大丢失,已成为需求火急处理的全球性重要问题之一。
依据对环境保护的需求,处理这些污染必定要用到具有以下特色的化工产品:无毒、温文、不腐蚀处理设备,廉价易得、处理本钱低,效率高,能力强、易操作,且易收回或综合利用、不构成二次污染。
料浆状氢氧化镁正是契合上述一切特色的最佳质料之一,它是一种首要运用于环保范畴的液相无机碱类产品,具有活性大、比表面积大、吸附能力强、缓冲和中和能力强、非沉积性、流动性好、运用和调理便利、温文、安全、无毒、无害、腐蚀性小、易操作、副产品易收回或综合利用等特色,被称为环境友好型“绿色安全中和剂”,运用于酸性废水中和、废液中重金属离子(Ni2+、Mn2+、Cd2+、Cu2+、Cr3+、Cr6+等)脱除、烟气脱硫、印染废液处理等环保范畴,具有其他碱性物质(氧化钙、氢氧化钙、、碳酸钠等)无与伦比的优越性,以往运用于酸性工业废水、含硫烟气处理范畴中的一些强碱物质,如:石灰、烧碱、纯碱等的运用逐渐遭到限制,而被兴起的弱碱氢氧化镁所代替。
因料浆状氢氧化镁运用于环保范畴的许多优势,20世纪90年代末,国外料浆状氢氧化镁料的出产和运用得到迅速开展;我国虽然具有丰厚的镁资源,可是氢氧化镁的出产和运用并未引起人们的满意注重,首要处于研讨开发阶段。近年来,国内虽然建设了一些中试或出产设备,但规划小、品种少、产品质量低、技能水平低,亟待进步职业全体水平。
一、现有料浆状氢氧化镁的首要出产办法
依据氢氧化镁用处和形状的不同,可分为粉末状、滤饼状、料浆状三种。用于环保范畴的料浆状氢氧化镁的纯度要求不是很高,一般在30%左右即可,首要是要求不含重金属等污染严峻的杂质,其出产办法相对简略,首要包含粗氧化镁(镁砂、粗制工业氧化镁等)水化法、海水或卤水-碱性物质(、石灰、氢氧化钙、等)沉积法等。
氧化镁水化法是一种非常陈旧的出产工艺,首要是将菱镁矿轻烧得到的轻烧氧化镁粉放入盛有热水的反响池中,边加边拌和,加料结束后保温沉化2h左右,然后进行固液别离、脱水,得到滤饼状及料浆状氢氧化镁。此工艺根本不具有除杂功用,产品质量受质料氧化镁的纯度和活性影响,氧化镁中的杂质除微量可溶性的盐类外,根本被带入产品中,因此,只能出产低层次的氢氧化镁。
海水或卤水-碱性物质(、石灰、氢氧化钙、等)沉积法是将海水或卤水经过简略的净化后,参加碱性沉积剂,发生氢氧化镁沉积,经过滤、洗刷、脱水得到滤饼状及料浆状氢氧化镁。虽然原理简略,但的挥发性强,易污染环境,操作难度大;石灰和氢氧化钙易生成硫酸钙,随氢氧化镁一同分出,构成产品杂质含量高,质量差;是强碱,易使生成的氢氧化镁构成胶体沉积,给产品功能操控带来困难,一起易带入较多的Na+和Cl-及其他杂质,也构成产品杂质含量高,纯度难以保证。
二、海水、卤水-轻烧白云石沉积法
氢氧化镁运用于环保范畴具有其它碱性物质无与伦比的优越性,在国外已被大量出产和广泛的运用,而我国氢氧化镁的出产办法较落后,本钱较高,杂质含量较多,质量较差,在环保范畴的运用更是屈指可数。鉴于此,咱们首要针对出产环保型氢氧化镁,研制了海水、卤水-轻烧白云石沉积法。
该办法归于沉积法的一种,以海水、卤水和轻烧白云石为质料,选用操控结晶一步组成工艺制取氢氧化镁,它克服了以往出产办法的不利要素,产品纯度高、杂质含量少、质量安稳。
(一)根本原理
将轻烧白云石水合生成含氢氧化钙和氢氧化镁的轻烧白云石乳,轻烧白云石乳中的氢氧化钙和质料海水、卤水中的镁离子在接连组成及别离一体化反响器中反响生成氢氧化镁。本工艺选用自主研制的接连组成及别离一体化反响器,在反响器中始终保持一定量的晶种,简化了传统的晶种回头增加工艺,并在反响器中将生成的氢氧化镁和杂质进行了有用地别离,氢氧化镁完结液经沉降、洗刷、别离、脱水得到滤饼状氢氧化镁,把滤饼加水谐和,并按份额增加分散剂,以防止氢氧化镁的聚会结核,然后制得不同浓度且功能安稳的料浆状氢氧化镁,反响方程式:(二)工艺流程(见图1)图1 海水、卤水-轻烧白云石沉积法工艺流程图
首要,用一种不同于韩利华说到的新处理技能,将质料水中影响产品质量的杂质除掉,得到净化质料水,将轻烧白云石加适量净化质料水水合消化后,加水制得契合组成要求的轻烧白云石乳。
然后,将制好的净化质料水和轻烧白云石乳按份额打入带拌和的接连组成及别离一体化反响器中,操控好反响时间和反响结尾,使二者充沛触摸、完全反响。因为氢氧化镁和不溶性较大粒径杂质沉降速度的不同,不溶性较大粒径杂质首要沉积到反响器底部,并由反响器底部排出。富含氢氧化镁的完结液从反响器中上部进入一级沉降器进行固液别离,固相经净化水洗刷除掉大部分可溶性杂质后进入二级沉积器进行二次固液别离,固相经脱水得到滤饼状产品,滤饼加水谐和,并按份额增加分散剂,以防止氢氧化镁的聚会结核,然后制得不同浓度且功能安稳的料浆状氢氧化镁。
(三)产品质量
氢氧化镁的技能方针多种多样,但用于环保范畴的料浆状和滤饼状氢氧化镁在我国没有见专门的质量标准,为适运用户需求,国外有关供应商对料浆状和滤饼状氢氧化镁产品均拟定了厂商标准,见表1。
表1 国外料浆状、滤饼状氢氧化镁厂商标准本工艺出产的氢氧化镁的首要方针:Mg(OH)230%~35%,CaO 0.5%~0.6%,Cl-≤0.1%,虽杂质氧化钙的含量稍高于日、美产品的质量方针,但已远低于瑞士的质量方针。且该质量的氢氧化镁已足以满意废水处理、烟气脱硫等环保范畴的质量要求咱们将在此基础上进一步改善工艺,进步产品质量,以满意更多职业更高运用要求的需求。
(四)工艺特色
该工艺的首要质料为海水、卤水和轻烧白云石,其来历广泛、报价低廉。
该工艺反响在常温下进行,整个进程不需求加压、加热,出产节能、本钱低。
该工艺进程无有毒、有害及有腐蚀性的物料投入和产出,对出产设备无特殊要求,首要设备为压滤机、普通工业泵和反响器、沉降器等碳钢槽罐,设备出资少,操作简略。
该工艺中,经过对质料水的预处理,有用地下降了产品中杂质含量,产品质量显着优于国内同类工艺产品,达到了沉积法出产高质量氢氧化镁的要求。
该工艺中,接连组成及别离一体化反响器的研制和运用,有用地操控了产品结晶,反响器中保留足量的晶种,防止了晶种的回头增加,完成了接连组成,并完成了方针产品和杂质的有用别离,产品质量较传统办法出产的产品杂质含量少、质量高。
三、结束语
污染正给人类构成巨大的损害,给经济构成巨大的丢失。就我国排放的二氧化硫一项,其构成的酸雨给我国经济构成的丢失每年大约在1100亿元在上,环境管理,已刻不容缓。
我国在酸性废水中和、重金属离子脱除和烟气脱硫等环保方面运用的处理工艺比较落后,操作杂乱,质料耗费高,运转本钱高,并且处理的不完全,副产品又构成二次污染。
跟着我国可持续开展战略的施行、世贸组织的参加、环保认识的增强和环保法律法规的逐渐健全、完善,运用于环保范畴的新技能、新工艺也被日益注重,对其研讨开发的力度正在加大,高效、无毒、优质的新产品或代替产品越来越遭到人们的注重。
我国海水、卤水资源、白云石、菱镁矿、水镁石等含镁资源适当丰厚,应充沛利用现有资源优势,经过改善现有落后工艺,研讨开发新工艺,大力开展多品种的氢氧化镁产品,并进步产品的质量和附加值、下降出产本钱,以满意环保及其他职业日益开展对氢氧化镁质量要求不断进步和用量不断增加的需求,促进经济健康快速地开展。
铜分离工艺(硫化矿处理)(二)
2019-02-14 10:39:39
中条山有色金属公司矿研所结合铜矿峪矿石特色和现场出产实际情况,将分支浮选工艺与粗精矿再磨浮选工艺相结合,到达了进步精矿档次,下降药剂耗费的意图。 大井银铜矿是一个以银、铜、锡为主的难选杂乱多金属矿床。铜矿藏首要有黄铜矿,粒茺较粗,一般在0.043~1毫米,+0.074毫米占88%左右。银在矿石中首要以独立矿藏的方式存在。呈细粒,一般在0.040毫米以下,达0.060毫米很少。锡矿藏的绝大多数是锡石,很少数呈黝锡矿的方式散布于黄铜矿中或其边际,粒度较细,0.02~0.1毫米粒级的占43%。砷在矿石中首要以毒砂方式存在,其次为含砷黄铁矿,粒度较粗。矿石铜、银、锡的含量较高,是首要收回目标。 北京矿冶研讨总院经过实验研讨提出选用浮选—重选联合工艺流程收回银、铜、锡三种金属,流程结构如图6。
图6[next]
优先选银铜时选用硫代硫酸钠与硫酸锌作为含砷矿藏及黄铁矿的按捺剂,选用丁基铵黑药和黑药为捕收剂,精选时选用石灰、氯化铵脱砷能获得较好的技能经济目标。药剂用量见下表。小型闭路实验成果见下下表。闭路实验药剂用量药剂称号药剂用量(克/吨)药剂称号药剂用量(克/吨)硫代硫酸钠500氧化钙500硫酸锌250氯化铵300丁基铵黑药63硫酸铜300黑药32丁黄药180二号油43 小型闭路实验成果产品称号产率%档次(%)收回率(%)CuAg(吨/克)SAsSnCuAgSAsSn银铜精矿6.8224.141279.131.160.220.32591.8275.3154.782.54.09硫砷产品6.521.57293.621.597.540.465.7216.5336.2883.135.54锡精矿0.50.1228.81.680.4860.390.030.120.220.4155.73尾矿86.160.05110.810.390.0960.222.438.048.7213.9634.64原矿1001.79115.833.870.590.54100100100100100
广东工学院以某钨选厂供给的硫化矿为试样进行归纳收回其有用成分的研讨。实验研讨标明,选用选冶联合流程,即用FeCl3挑选浸出收回铋、铅、银,用—石灰法从FeCl3浸出渣中浮选收回钼、铜、砷等,可使硫化矿中的多种有用成分得到充沛合理地运用。 FeCl3浸出后的硫化矿渣含铜6.51%,含砷9.46%,含硫34.83%。矿渣物相组成的分析成果标明,铜矿藏为黄铜矿,含砷矿藏为毒砂,含硫矿藏首要为黄铁矿。 一石灰法使黄铜矿与毒砂、黄铁矿别离是根据在溶解有石灰的弱酸性矿浆中能使毒砂、黄铁矿有用地按捺,而黄铜矿不光不受按捺,反而能促进其浮游。效果的这种双重性使得铜、砷分选具有很高的挑选性。 实验成果标明,在弱酸性矿浆中(pH=6.5~7),选用与石灰配协作毒砂、黄铁矿的按捺剂,丁基黄药与硫脂混作捕收剂浮选黄铜矿,可使黄铜与毒砂、黄铁矿有用别离,并可获得很好的分选成果,在较低pH值(pH=5.5~6)时,根据对毒砂、黄铁矿按捺程序的差异,在浮铜后的尾矿中,用做调整剂,丁基黄药做捕收剂浮选黄铁矿,可使毒砂与黄铁矿开始别离,并能得到合格的砷精矿。 实验流程及药剂准则见图7,所获得目标见下表。[next]流程实验成果产品称号产率%档次(%)收回率(%)CuAsSCuAsS铜精矿25.6123.880.1834.8890.640.4925.96铜中矿6.816.363.1443.316.422.287.77硫精矿36.580.334.8344.491.7918.8747.3砷精矿31.090.2523.6721.041.1578.3618.96原矿1006.759.2634.4100100100
图7
对浸出渣进行预处理,严格操控矿浆pH值,浮选前对矿浆进行激烈拌和擦拭,以铲除矿渣中夹藏的重金属离子关于矿藏表面所遭到的污染,以及浸出渣表面氧化蜕变的影响。挑选适宜的用量,在矿浆中坚持必定的游离氧化钙含量,操控的效果时刻,是—石灰法的重要工艺条件,也是黄铜矿与毒砂有用别离,下降铜精矿含砷的有用办法。[next] 湖南省郴州雷坪有色金属矿归于含铜多金属矿。金属矿藏有:黄铜矿、斑铜矿、毒砂、闪锌矿、锡石、黄铁矿、磁黄铁矿等。脉石矿藏有:方解石、石英、透辉石、透闪石、萤石、阳起石、绿泥石、绢云母、普通角闪石、滑石、云母等。原矿含铜0.6~0.7%,含砷3.5~4.5%,高者达6~7%。 该矿选厂投产以来,以选矿铜为主,其铜精矿档次一般 为12~16%,铜的收回率为80%左右,铜精矿中含砷在2%以上,产品供应不出去。 该矿考虑到原矿含铜比较低,含砷又比较高;铜矿藏与砷黄铁矿的别离又比较困难。为了进步铜精矿档次,下降有害杂质砷含量,将原浮铜流程的一粗、三精、三扫,改变为一粗、五精、四扫。一起,加大石灰用量,并分四段添加。本来只是将石灰加入球磨和精选,每吨原矿耗费4~5公斤,添加到每吨原矿耗费8~10公斤,添加点为球磨1.5~2公斤/吨;拌和机2.5~3公斤/吨;精选II、精选III合计4~5公斤/吨;粗选pH由8~8.5进步到9~10。使铜精矿档次进步了5.16%,而将砷降至0.5%以下。另一方面改进操作条件,进步磨矿细度、粗选严格操控捕收剂和起泡剂的用量。 经过上述的采纳的办法,收到了杰出的效果。1981年铜精矿档次、铜的收回率别离达22.57%和86.72%,而铜精矿含砷为0.42%。 湖南冶金研讨所用浮选办法对从矽卡岩铜锡矿石中别离硫化铜矿藏与毒砂进行了实验研讨。 实验试料矿体产于花岗岩和白云质大理岩触摸带中,归于高温镁砂卡岩矿床。原矿首要含铜矿藏以黄铜矿为主。砷矿藏以毒砂为主,有少数的硫砷铜矿和砷黝铜矿;毒砂同首要原生硫化矿藏嵌镶严密,并且含量较高,又广泛散布于各种矿石之中。脉石矿藏品种繁复,首要的有石英、长石、金云母、绢云母、绿泥石、铁白云石、白云石、方解石、阳起石、透闪石、角闪石等。 铜砷别离的实验研讨:铜砷别离系指黄铜矿、方黄铜矿、斑铜矿与毒砂别离。毒砂与硫化铁的性质类似,所以铜砷别离也包含与硫铁矿的别离。 硫化铜矿藏、毒砂、黄铁矿的可浮性差异不大,在铜优先浮选时,有必要留意挑选具有挑选性好和捕收力较强的捕收剂。实验证明,丁黄酸丙睛酯在硫化铜矿藏表面吸附结实,适宜于强碱介质屡次精选。 按捺剂的挑选:硫离子能与重金属离子生成难溶性的沉淀物,然后可以消除这些离子活化的影响。粗选进程用与石灰合作运用,可以获得杰出的别离效果。精选进程中,用钠与石灰合作运用,则别离效果得到显着的改进。 添加精选次数显着下降铜精矿含砷量,这是因为屡次按捺使毒砂失掉或下降浮游性,到达了按捺砷矿藏的意图。 粗精矿再磨进一步使铜矿藏与毒砂硫铁矿的连生体得到充沛解离,一起也起擦拭矿粒表面的效果,有利于按捺剂对毒砂的充沛按捺,发明铜、砷别离和进步铜收回率的有利条件,不光使终究铜精矿含砷到达预订的要求,并且使其档次进步5.49%,收回率进步2.72%。 采纳上述办法,不只有用地将铜精矿含砷降至0.3%以下,还有利于进步铜精矿档次和收回率。闭路实验流程见下图8,实验成果见下表。闭路实验成果产品称号产率%档次%收回率%别离条件CuAsCuAs铜精矿2.2428.410.28581.481.23粗精矿再磨(-200目96%)硫精矿8.550.695.297.5587.09尾矿89.210.0960.06810.9711.68原矿1000.780.52100100[next]
图8
低品级菱镁矿提纯研究
2019-01-21 18:04:31
菱镁矿为结晶或潜结晶构造的碳酸盐类矿物(MgOCO3),其MgO理论含量为47.82%。它被广泛用于耐材工业,如冶金粉末和镁质碱性耐火制品等;对呈苛性状态的菱镁矿也可用于以电解法和碳热法的炼镁工业及建筑工业。
我国天然菱镁矿资源极为丰富,列居世界首位。尤以辽南地区菱镁矿矿石储量大而集中,且质量较好,是我国冶金工业碱性耐火原料生产的重要基地。辽宁镁矿公司桦子峪镁矿,已探明矿石储量达8亿吨之多。其中低品位三级矿约占该矿储量的20%。长期以来该矿主要开采一级矿和部分二级矿,低品位三级矿由于质量问题,至今未被纳入开采计划。这一状况无疑会造成该地区菱镁矿资源的极大浪费。因此,寻找这类矿石的合理利用途径,充分发挥本地区的资源优势,是一项亟待解决的战略问题。
本文仅就我们对桦子峪低品级三级菱镁矿所开展的选矿提纯研究以及对其分选过程中几个主要影响因素进行论述。
一、矿石性质概述
桦子峪三级菱镁矿矿石组成较为简单,主要为菱镁矿和滑石、绿泥石(叶绿泥石、斜绿泥石)、白云石以及黄铁矿等。其中少量叶绿泥石以类质同像混入物形式存在于菱镁矿,白云石中。在菱镁矿的晶体中也含有一定量的白云石细微机槭包体。菱镁矿以及脉石矿物白云石分别呈粗中粒和中细粒均匀和不均匀嵌布;滑石、绿泥石及铁质呈中细粒和细粒较均匀嵌布。连生矿物之间的嵌镶关系密切,多以交代残留体不规则毗连嵌镶存在。其原矿化学多元素分析为:IL 47.94%、SO2 4.00%、AL2O3 0.97%、Fe2O3 0.48%、CaO 0.93%、MgO 46.05%。
二、试验及结果
根据桦子峪低品级三级菱镁矿的矿石性质以及对它的使用要求,在选择方案时采取了一段磨矿,-200目占70%,二段反浮硅酸盐脉石矿物和一段浮选菱镁矿的开路分选流程。并在菱镁矿的选别中,对有关新型药剂进行了探索。选别工艺流程见图1,其结果列于表1。图1 低品级三级菱镁矿选别工艺流程
表1 低品级三级菱镁矿试验结果产品
名称产率(%)IL
(%)品位(%)回收率(%)熟料MgO
含量(%)高纯镁精矿58.1351.520.040.3247.430.310.0120.5721.3861.3733.770.8498.58次精矿11.9948.842.072.3944.350.630.545.9931.5611.8114.157.7688.91尾矿39.8839.8012.951.3740.590.932.5593.4447.0626.9252.0891.4069.53原矿100.00-4.140.8745.050.530.83100.00100.00100.00100.00100.00-
从试验结果可以看出,其选别条件是合理的,三级菱镁矿采用所述工艺流程,可获得高纯镁精矿及次精矿两个产品。其中,高纯精矿熟料MgO含量可选98.58%,SiO2+CaO+Fe2O3+Al2O3总杂质含量为1.42%。完全达到了预期的质量指标。
三、影响分选的主要因素
(一)磨矿细度
为考查磨矿细度对分选过程的影响,采用两段反浮硅酸盐矿物的流程进行了试验。试验结果表明,-200目含量由60%增至90%时,精矿中SiO2含量在一定范围内是随磨矿细度的增大而下降;当细度达70%-200目后,SiO2含量保持不变;所有磨矿细度范围的精矿中,MgO含量基本在同一水平上。产率则随细度增大而明显降低。据此,并根据磨矿产品的单体解离检查结果,当磨矿细度为70%-200目时,其菱镁矿的单体解高度已达95%以上。所以,将磨矿绑度控制在-200目占70%是适当的。
(二)自然pH值下的十二胺解离状况
从对十二胺解离状况的研究可知,十二胺在溶液中的解离取决于介质的pH值。以十二胺浓度为1×10-4mol,计算对应不同pH值的RNH3+、RNH3(水溶)、RNH2(不溶)时得出;在酸性介质中以RNH3+为主;在pH值7~10之间,RNH3+逐渐减少;当pH=10.65时,溶液中有相同数量的RNH3+及RNH2(水溶);当pH>10时,开始从溶液中析出不溶性的RNH3,此时RNH3+急剧减少。从所做试验结果也可得到证实。在固定十二胺用量200g/t时,pH值由0依次到7,脉石矿物收率随之增加;pH值超过7以后,脉石矿物的收率则迅速下降。其最佳反浮pH值在6~7之间。因此,反浮阶段采用自然pH值显然是适宜的。
图2为矿浆在自然pH值时,十二胺用量对反浮过程的影响曲线。从图中可以看出:随着十二胺用量的增大,精矿中SiO2含量下降,其降低率明显增大;当十二胺用量超过250g/t时,由于矿浆中胺离子浓度的提高,其在脉石矿物表面的吸附逐渐由静电吸附向“半胶束吸附”转移,电动电位符号改变,吸附与解吸平衡。结果精矿中SiO2含量及精矿中SiO2降低率分别逐渐趋于同一水平。此时再继续增加胺用量已失去实际意义。因此,在考虑确保高纯镁精矿的数质量前提下,将反浮中十二胺用量选定在250~300g/t范围内,对整个分选过程无疑是有益的。图2 自然pH值时,十二胺用量对分选指标的影响
曲线1-精矿SiO2降低率 曲线2-精矿中SiO2含量
(三)正浮菱镁矿过程中pH值的调节
研究表明,菱镁矿的电动电位在pH值为3.8~11.0范围内为正,其电动电位值在11.9~53.7mV之间波动(图3曲线1)。因菱镁矿为可溶性矿物,故大多数Mg2+离子可从表面转移到溶液中;有极少量CO32-离子在提高溶液的pH值后同溶液中的H+离子形成H2CO3;一部分H+离子作为双电层中相反的荷电离子被吸附在菱镁矿表面。当增大溶液的pH值时,菱镁矿表面晶格离子的溶解度减小,电动电位值下降。在碱性范围内菱镁矿的电动电位号仍为正,此条件下矿物表面形成MgOH+化合物。其吸附活性点数量发生明显变化。图3曲线2是以氧化石蜡皂(用量400g/t)作捕收剂考查pH值对菱镁矿可浮性影响所得到的结果。试验发现,pH值在6~8之间浮选效果极差,这可能关系到聚合层中捕收剂的吸附作用问题。而当pH值在8.5~11.0之间时,浮选效果最佳。因此,可以肯定pH值的调整对整个正浮菱镁矿过程具有十分重要的意义。图3 菱镁矿的电动电位及可浮性
曲线1-菱镁矿的电动电位
曲线2-pH值与菱镁矿的可浮性关系
(四)水玻璃用量
水玻璃是一种常用的脉石矿物抑制剂。其抑制作用随胶态硅酸成分{(SiO2)m·yH2SiO3·xSiO32-}2xH+的增加而提高。本扶研究中,水玻璃用量为750~1250g/t,从试验结果得到,当用量增至1000g/t时,其高纯精矿中SiO2的含量可下降到0.04%,SiO2降低率可达到99.43%。显然,这一指标是令人满意的。
研究表明,水玻璃在水溶液中,其水解-复合平衡如下:在中、碱性矿浆内,水玻璃主要以[SiO(OH)3-]及[SiO2(OH)32-]的形式在矿物表面吸附。尽管矿物表面有时呈负电性,但这些组份仍可在其表面吸附而使表面负电性增强。水玻璃的这一特性,决定了它在菱镁矿分选过程中的重要地位。试验研究还得出,在菱镁矿浮选时,水玻璃与六偏磷酸钠混合使用,则更能发挥水玻璃的抑制作用。
(五)捕收剂氧化石蜡皂
从菱镁矿浮选的大量研究得出,未饱和和饱和的脂肪酸及其皂类可作为它们的捕收剂。
脂肪酸及其皂类是弱电解质,在水中解离为RCOOHROOO-+H+,其解离常数随烃链加长而减少。烃链长短对其捕收性能产生影响。研究还表明,在一定范围内,烃链中碳原子数目的增加,将使其捕收能力提高。但烃链过长,由于药剂溶解度降低,又将导致在矿浆中的分散不良,而降低捕收性能。氧化石蜡皂的烃链O15~O40,它在浮选过程中起捕收作用的主要成份为羧酸,因此,它表现出化学活性大,凝固点低以及较强的捕收能力和选择性等优点。
在试验研究中,矿浆pH值调整至9,在温度22℃下进行浮选。从试验结果得知,氧化石蜡皂在320~560g/t之间变化时,所得到的高纯精矿MgO的品位基本保持在相同水平,均可这47%以上(熟料MgO>98%)。加大氧化石蜡皂的用量,仅对高纯镁精矿的产率发生影响。显示出氧化石蜡皂的上述优点及特性。因此,在正浮菱镁矿过程中采用氧化石蜡皂作为捕收剂是可行的。
(六)低温浮选捕收剂
众所周知,氧化石蜡皂作为捕收剂,其缺点是对矿浆温度有较大的敏感性,低温浮选时效果不佳。一般,矿浆温度要求控制在25℃左右,这样给常年平均气温偏低的东北地区使用氧化石蜡皂带来一定困难,且会增加能耗。因此,寻抟一种利于低温浮选的新型捕收剂:以降低能耗和选矿成本,是十分必要的。
在对几种新药剂的初步研究后发现,W捕收剂具有较好的低温浮选性能。在其用量550g/t,矿浆温度为13℃时进行的试验结果表明,在工艺流程相同的情况下,使用W捕收剂比氧化石蜡皂所取得的指标十分接近。W捕收剂用量为550g/t,浮选温度13℃的浮选结果列于表2。
表2 W捕收荆(13℃)浮选试验结果上述对W捕收剂的探索试验,无疑为开辟菱镁矿浮选新药剂打下了一个良好基础。还有特于今后进一步深入研究。
四、结语
(一)桦子峪低品级菱镁矿矿物组成较为简单。菱镁矿与主要脉石矿物的物性差较大,有利于获得高纯产品。研究确定的一粗一扫反浮硅酸盐矿物和一次正浮菱镁矿的造别流程,流程简单,选矿成本较低、分造指标良好。其中高纯镁精矿MgO含量47.48%(熟料MgO>98%),次精矿MgO含量44.35%(熟料MgO>88%)。两产品中的高纯镁精矿可用来生产高纯镁砂,次精矿也可加以利用。从而为该地区低品级菱镁矿的合理开发利用找到了一条新途径。
(二)在反浮选过程中,矿浆在自然pH值时使用十二胺可有效地排除硅酸盐类脉石矿物。调整pH值至碱性范围(8.5~11.0),加入水玻璃能选择性地改变菱镁矿和脉石矿物表面的负载状态,是造成菱镁矿良好可浮性的先决条件,进而在使用氧化石蜡皂作为捕收剂时,获得理想的高纯产品。
(三)对新型W捕收剂的探索试验,可望在进一步的研究中,在低温浮选时获得更好的结果。