HF体系中AlF_(3)杂质的溶解度与纯化机理 被引量：1

1

作者 申耀宗 郭培民 +3 位作者 王磊 孔令兵 郭庆 谢奕斌 《化工进展》 北大核心 2025年第2期1157-1162,共6页

为了解决现代铍冶金工艺中铍纯度低、铍收得率低以及危废渣量大等难题,本文聚焦铍冶金基础理论,提出了低温解离铍矿+物理纯化含铍化合物的提铍新方法。针对铍矿中含铝氟化物的除杂过程,在HF体系背景下,研究了AlF_(3)杂质的溶解度规律和... 为了解决现代铍冶金工艺中铍纯度低、铍收得率低以及危废渣量大等难题,本文聚焦铍冶金基础理论,提出了低温解离铍矿+物理纯化含铍化合物的提铍新方法。针对铍矿中含铝氟化物的除杂过程,在HF体系背景下,研究了AlF_(3)杂质的溶解度规律和纯化机理,从溶解度实验结果来看,AlF_(3)直接解离出来的Al^(3+)浓度和F^(-)浓度是很低的,在10^(-5)级别,难以形成AlF_(6)^(3-)配合物,所以在H_(2)O体系中AlF_(3)的溶解度要低于在HF体系中的溶解度,而在HF^(-)H_(2)O-AlF_(3)体系下,会形成F的配位离子,使原本不溶的AlF_(3)反而有了一定的溶解度。以此为基础,采用低温煅烧的方式破坏H_(3)AlF_(6)结构,将H_(3)AlF_(6)分解成AlF_(3),避免了H_(3)AlF_(6)对AlF_(3)溶解度产生的影响,从而解决了杂质的分离难题。 展开更多

关键词 氟化氢体系 铍冶金 绿柱石 氟化铝 溶解度

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HF-BeF_(2)体系中FeF_(3)的溶解行为

2

作者 申耀宗 郭培民 +4 位作者 王磊 孔令兵 郭庆 曾志彦 谢奕斌 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1303-1310,共8页

基于HF体系提出低温解离铍矿+物理纯化的铍冶金新方法。针对该方法中铁杂质的除杂及纯化过程,研究FeF_(3)的纯化规律和溶解机理。研究结果表明,在FeF_(3)-H_(2)O体系中,FeF_(3)溶解度很小,而在HF体系中,由于形成F的配位离子,会产生H_(3)... 基于HF体系提出低温解离铍矿+物理纯化的铍冶金新方法。针对该方法中铁杂质的除杂及纯化过程,研究FeF_(3)的纯化规律和溶解机理。研究结果表明,在FeF_(3)-H_(2)O体系中,FeF_(3)溶解度很小,而在HF体系中,由于形成F的配位离子,会产生H_(3)FeF_(6),从而提升了FeF_(3)溶解度;当体系中仅有BeF_(2)时,BeF_(2)的存在会在一定程度上降低FeF_(3)的溶解度,当体系中包含BeF_(2)和额外的HF时,会使BeF_(2)形成BeF_(2)^(4-)配位离子,当HF与BeF_(2)形成配合物后还有剩余时,剩余的F-会促使同离子效应发生,从而降低FeF_(3)溶解度;当溶液中同时存在Fe^(3+)、Be^(2+)时,BeF_(2)4-会优先生成,而H_(3)FeF_(6)的形成则需要更高浓度的HF。 展开更多

关键词 氢氟酸 铍冶金 绿柱石 FeF_(3)溶解度

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高炉渣气-水混淬干法粒化及余热回收扩大试验研究 被引量：10

3

作者 万新宇 严定鎏 +1 位作者 高建军 张俊 《炼铁》 北大核心 2020年第4期8-12,共5页

针对高炉渣开展了300 kg/h气-水混淬干法粒化试验研究,研究气淬空气流量、雾化冷却水量等关键参数的变化对粒化颗粒粒径分布、球形度、颗粒玻璃体含量等结果的影响,掌握高炉渣风-水混淬干法粒化的最佳运行参数,为后续半工业试验提供良... 针对高炉渣开展了300 kg/h气-水混淬干法粒化试验研究,研究气淬空气流量、雾化冷却水量等关键参数的变化对粒化颗粒粒径分布、球形度、颗粒玻璃体含量等结果的影响,掌握高炉渣风-水混淬干法粒化的最佳运行参数,为后续半工业试验提供良好基础。结果表明:气淬空气流量为40Nm3/h,雾化冷却水流量为40L/h时,粒化颗粒的球形度良好,85%以上粒径均小于5 mm,玻璃体含量>95%。 展开更多

关键词 高炉渣 气-水混淬 干法粒化 余热回收 粒化效果

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赤泥铁精粉直接还原实验研究 被引量：3

4

作者 武兵强 高建军 +1 位作者 万新宇 齐渊洪 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期139-141,共3页

开展了赤泥铁精粉直接还原实验研究,分析了直接还原温度、氧化钙配比(相对赤泥铁精粉质量分数)、配碳量(碳氧物质的量比)、直接还原时间等工艺参数对还原后赤泥铁精粉金属化率的影响。结果表明,提高还原温度、适当提高氧化钙配比以及延... 开展了赤泥铁精粉直接还原实验研究,分析了直接还原温度、氧化钙配比(相对赤泥铁精粉质量分数)、配碳量(碳氧物质的量比)、直接还原时间等工艺参数对还原后赤泥铁精粉金属化率的影响。结果表明,提高还原温度、适当提高氧化钙配比以及延长还原时间均有利于赤泥铁精粉中铁氧化物的还原;适宜的还原条件为:还原温度1 100℃、氧化钙配比10%、配碳量1.2、还原时间120 min,在此条件下赤泥铁精粉直接还原后的金属化率为91.56%。该工艺参数可为赤泥铁精粉回转窑还原工业化试验提供参考。 展开更多

关键词 赤泥铁精粉 回转窑 直接还原 金属化率 还原铁 综合利用

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烧结原料中配加含铁尘泥和石化碱渣实验研究 被引量：2

5

作者 武兵强 赵亚钊 +3 位作者 万新宇 王海风 王锋 齐渊洪 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第5期113-115,共3页

为了综合利用含铁尘泥和消纳石化碱渣,开展了烧结原料中配加含铁尘泥和石化碱渣烧结杯实验研究。结果表明,配加含铁尘泥和石化碱渣有利于提高垂直烧结速度、利用系数、成品率和转鼓指数,但烧结矿中碱金属、Zn含量增加,TFe含量降低,烧结... 为了综合利用含铁尘泥和消纳石化碱渣,开展了烧结原料中配加含铁尘泥和石化碱渣烧结杯实验研究。结果表明,配加含铁尘泥和石化碱渣有利于提高垂直烧结速度、利用系数、成品率和转鼓指数,但烧结矿中碱金属、Zn含量增加,TFe含量降低,烧结矿还原性能和低温还原粉化指数有所降低。烧结原料中配加含铁尘泥0.5%、配加石化碱渣0.05%,在满足高炉入炉原料要求的情况下,可实现含铁尘泥的资源综合利用和石化碱渣的消纳。 展开更多

关键词 含铁尘泥 石化碱渣 烧结 综合利用

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高炉风口喷吹焦炉煤气的减排能力分析 被引量：15

6

作者 王磊 郭培民 +1 位作者 孔令兵 赵沛 《烧结球团》 北大核心 2021年第4期78-83,98,共7页

为了探讨高炉喷入焦炉煤气降低钢铁行业碳消耗和碳排放的潜力,本文对风口喷吹焦炉煤气在高炉内各个区域的还原行为进行研究。从风口吹入的焦炉煤气被加热后,通过裂解、气化形成富H2、CO煤气,其标态体积约为原始焦炉煤气体积的1.5倍。在1... 为了探讨高炉喷入焦炉煤气降低钢铁行业碳消耗和碳排放的潜力,本文对风口喷吹焦炉煤气在高炉内各个区域的还原行为进行研究。从风口吹入的焦炉煤气被加热后,通过裂解、气化形成富H2、CO煤气,其标态体积约为原始焦炉煤气体积的1.5倍。在1373 K以上温度区域,风口区产生的富氢煤气将热量传给固态或熔态物料,并作为催化剂加速焦炭与多价态氧化铁间的还原反应。富氢煤气中的CO在1373 K以下与氧化铁发生还原反应,焦炭的气化反应随着温度降低而减弱。1273 K至水煤气变换反应平衡转变温度段,富氢煤气中的氢气还原各种价态氧化铁,当温度低于水煤气变换反应平衡转变温度时,富氢煤气中的氢气继续还原氧化铁,同时还促进CO和各种价态氧化铁物料的还原反应,起到了催化剂的作用。高炉风口喷吹焦炉煤气,虽然在风口区增加了能量吸收,但上部间接还原度的增加,降低了高温段的直接还原度,且富氢煤气也将热量传递给高温区炉料,可实现高温区能量收支平衡,降低焦碳的使用量。喷吹的焦炉煤气量与减少高炉固态碳使用量的关系近似表达为ΔC_(1)=-0.046+0.324V。最终碳减排量与喷吹焦炉煤气量的关系为ΔC_(2)=-0.047+0.110V。 展开更多

关键词 高炉 风口 喷吹 焦炉煤气 碳减排 还原行为

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铜渣还原-熔分过程中砷的行为特征 被引量：5

7

作者 万新宇 王锋 +2 位作者 高建军 齐渊洪 王念 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期96-99,共4页

对铜渣直接还原和高温熔分过程中砷的行为特性进行了研究。结果表明,直接还原过程中,砷脱除率较低,只有26.0%左右,升高温度、提高配碳量和炉料碱度均不利于砷的脱除,而延长还原时间可促进砷的脱除。在保证球团金属化率的基础上,在还原温... 对铜渣直接还原和高温熔分过程中砷的行为特性进行了研究。结果表明,直接还原过程中,砷脱除率较低,只有26.0%左右,升高温度、提高配碳量和炉料碱度均不利于砷的脱除,而延长还原时间可促进砷的脱除。在保证球团金属化率的基础上,在还原温度1300℃、C/O比1.2、碱度0.6、还原时间30 min的最优条件下,还原后球团内砷含量最低为0.073%。高温熔分过程中,砷元素富集进入铁相,少部分进入渣相,在保温温度1455℃、CaO添加量4%、CaF2添加量1%、保温时间30 min时,铁相中砷含量为0.082%。 展开更多

关键词 铜渣 砷 脱砷 直接还原 高温熔分

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炼铁流程用氢减碳潜力分析 被引量：6

8

作者 滕飞 郭培民 +1 位作者 孔令兵 王磊 《烧结球团》 北大核心 2022年第1期18-23,共6页

本文对氢气高炉喷吹、氢气还原铁等炼铁领域的几种工艺用氢降低CO_(2)排放潜力效果进行了分析。结果表明:氢气喷入高炉可以降低CO_(2)排放,减排最大潜力为21.4%,但吨铁氢气耗量超过700 m^(3);焦炉煤气喷入高炉,可以降低煤粉喷吹量,有一... 本文对氢气高炉喷吹、氢气还原铁等炼铁领域的几种工艺用氢降低CO_(2)排放潜力效果进行了分析。结果表明:氢气喷入高炉可以降低CO_(2)排放,减排最大潜力为21.4%,但吨铁氢气耗量超过700 m^(3);焦炉煤气喷入高炉,可以降低煤粉喷吹量,有一定的节能效果,50 m^(3)的焦炉煤气可直接减排59.4 kg的CO_(2),综合减排20 kg的CO_(2);天然气喷吹可置换喷吹用煤粉,直接减碳量与喷吹天然气量的比值为1.3 kg/ m^(3),取得一定的减排效果,但是我国天然气资源少、价格高,严重影响了实施的经济性;焦炉煤气生产直接还原铁,吨铁消耗为600 m^(3),当独立焦化厂产生的焦炉煤气完全用于生产直接还原铁时,吨铁可减少CO_(2)排放78.8%。纯氢还原炼铁工艺生产1 t金属铁消耗800 m^(3)纯氢,通过绿电和电解水制氢吨钢电耗达到4000 kW·h,考虑到熔化及其它各种电消耗,吨钢总电耗达到4800 kW·h,远远高于废钢熔化的电能。 展开更多

关键词 炼铁 氢气 焦炉煤气 天然气 氢还原 碳减排

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喷吹的氢气在高炉内的还原行为 被引量：10

9

作者 孔令兵 郭培民 +1 位作者 王磊 赵沛 《烧结球团》 北大核心 2020年第6期1-4,46,共5页

本文对喷吹的氢气在高炉内各个区域的还原行为进行研究。氢气在风口区吸收热量,然后在高炉内1000℃以上区域将热量传给固态或熔态物料,并作为催化剂加速焦炭与多价态氧化铁的还原反应。氢气高效还原各种价态氧化铁发生在高炉内1000℃至... 本文对喷吹的氢气在高炉内各个区域的还原行为进行研究。氢气在风口区吸收热量,然后在高炉内1000℃以上区域将热量传给固态或熔态物料,并作为催化剂加速焦炭与多价态氧化铁的还原反应。氢气高效还原各种价态氧化铁发生在高炉内1000℃至水煤气变换反应平衡转变温度的区域,当温度低于水煤气变换反应平衡转变温度时,氢气一边还原氧化铁,同时还充当催化剂功能促进CO和各种价态氧化铁的还原。高炉内氢气利用率可近似表达为ηH2=45.4-0.23φH2。往高炉风口喷吹氢气,虽然氢气在风口区吸收了能量,但随着高炉上部间接还原量的增加,高温段的直接还原量得到降低以及部分氢气释放的热量随炉料被带入高温区,可实现高温区能量的收支平衡,并可减少部分碳的使用量。在高炉内喷吹氢气的节碳效果可近似表达为ΔC=0.287+0.137V。在国际降碳大背景下,往高炉喷吹氢气可以降低炼铁的部分碳排放。例如喷吹氢气100 m^3/t铁可节碳14.09 kg/t铁,并最终减排CO2达51.7 kg/t铁。 展开更多

关键词 高炉 喷吹氢气 降碳 还原行为

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氢氟酸解离铍矿新路线中氧化物杂质的浸出热力学 被引量：4

10

作者 申耀宗 郭培民 +3 位作者 王磊 孔令兵 郭庆 谢奕斌 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2023年第10期42-48,共7页

针对当前铍矿解离中存在的成本和环保等多方面压力,聚焦铍行业的基础理论,以氢氟酸为解离介质,对铍矿进行直接解离得到氟化铍。研究了在氢氟酸体系下,解离铍矿过程中不同氧化物杂质的浸出热力学,重点分析了铍矿中SiO_(2)的选择性浸出原... 针对当前铍矿解离中存在的成本和环保等多方面压力,聚焦铍行业的基础理论,以氢氟酸为解离介质,对铍矿进行直接解离得到氟化铍。研究了在氢氟酸体系下,解离铍矿过程中不同氧化物杂质的浸出热力学,重点分析了铍矿中SiO_(2)的选择性浸出原理。结果表明:与铍矿密切相关的多元复合氧化物及不同价态的氧化物杂质都可以和氢氟酸反应,但所需的热力学条件不同;不同的氧化物杂质和氢氟酸反应后转化为氟化物,氟化物作为反应产物,利用溶解度的差异可以进一步将其去除;SiO_(2)是减少氢氟酸消耗的最重要环节,通过调节溶液温度、HF浓度和人为添加氟硅酸,可抑制铍矿中SiO_(2)与氢氟酸反应。 展开更多

关键词 SiO_(2) 氢氟酸 直接解离 氧化物杂质 绿柱石 热力学

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加碳条件下钼精矿真空冶炼过程中主要杂质元素的行为分析 被引量：1

11

作者 王磊 郭培民 +2 位作者 孔令兵 赵沛 田志凌 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期438-446,共9页

采用在钼精矿真空冶炼过程中添加碳粉的方法,进一步降低钼精矿真空冶炼过程中主要杂质SiO2、MgO、Al2O3和CaO的含量。热力学计算结果表明:SiO2、MgO、Al2O3和CaO均有可能与碳发生反应,生成气态物质被去除。试验研究结果表明,在钼精矿真... 采用在钼精矿真空冶炼过程中添加碳粉的方法,进一步降低钼精矿真空冶炼过程中主要杂质SiO2、MgO、Al2O3和CaO的含量。热力学计算结果表明:SiO2、MgO、Al2O3和CaO均有可能与碳发生反应,生成气态物质被去除。试验研究结果表明,在钼精矿真空冶炼过程中加入碳粉可以明显降低其中Si、Mg、Al和Ca的含量,其中Si的脱除率约达到100%,Mg的脱除率约达到99.7%,Al的脱除率约达到78.44%,Ca的脱除率最高约为9.8%。采用品位为48%的低品位钼精矿为原料,经过真空冶炼过程,得到的金属钼产品中钼含量达到92%,S含量降至0.69%,主要杂质元素SiO2含量降至0.0021%,Cu含量小于0.005%,P含量小于0.005%,Mg含量降至0.001%,Al含量降至0.64%,Ca含量为0.51%。 展开更多

关键词 钼精矿 碳 真空冶炼 杂质元素 金属钼产品

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含铍冶炼废渣回收铍生产氟化镁 被引量：2

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作者 曾志彦 王磊 +2 位作者 孔令兵 成泉辉 郭培民 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2022年第7期144-149,共6页

为了解决含铍冶炼废渣的堆放,回收其中的铍镁资源,采用酸浸—重选—煅烧工艺处理含铍废渣,重点对酸浸工序的关键工艺参数进行了详细研究。结果表明,采用氢氟酸浸出含铍冶炼废渣最优条件为:液固比2.5 mL/g、酸浓度18%、浸出温度85℃、浸... 为了解决含铍冶炼废渣的堆放,回收其中的铍镁资源,采用酸浸—重选—煅烧工艺处理含铍废渣,重点对酸浸工序的关键工艺参数进行了详细研究。结果表明,采用氢氟酸浸出含铍冶炼废渣最优条件为:液固比2.5 mL/g、酸浓度18%、浸出温度85℃、浸出时间6 h,冶炼废渣中铍的浸出率可达到89%,残渣中的铍含量为0.05%。为进一步提高渣中铍的浸出率,采用二次逆流氢氟酸浸出,铍的综合回收率可以达到97%以上,残渣中的铍含量可降至0.012%。经过浮选、煅烧,可得到MgF_(2)含量大于98%、Be含量小于0.01%的优质产品。采用冶金—选矿—煅烧联合方法是可行的,一方面回收渣中的残留铍,另一方面又能生产出合格的氟化镁产品。 展开更多

关键词 冶炼废渣 铍 氢氟酸 重选 石墨 氟化镁

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