真空碳热还原法提取高炉粉尘中锌的研究

发布时间：2021-12-17 09:21

　　锌在高炉中是一种微量元素，主要以氧化物和硫化物形态进入高炉中。锌在高炉中的循环主要是在高炉内部的小循环和在烧结-高炉间大循环。当高炉粉尘中含锌量较高时，返回高炉会产生很大危害，软化炉衬，降低高炉寿命，并降低高炉产量，影响铁水质量。纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，与传统氧化锌相比，纳米氧化锌具有比表面积大、化学活性高等特点，近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能。本文以常州中天钢铁厂高炉粉尘为原料，采用真空碳热还原方法提取高炉粉尘中锌，富集的含铁、碳的还原残渣作为炼铁原料返回炼铁系统循环使用。通过EDS、SEM及XRD等检测手段，分析了产物形貌影响。根据“收缩核模型”和扩散理论研究了高炉粉尘球团真空碳热还原过程中Zn还原动力学，详细考察了系统压强、球团直径、还原温度对Zn还原率的影响。探讨了冷凝物水洗、真空蒸馏、熔析除碳和真空控氧法制备纳米氧化锌的工艺过程和条件。实验结果表明：在还原温度1173K，还原时间45min，压强1Kpa条件下真空碳热还原高炉粉尘，Zn的还原率为93.19％，还原残渣中锌含量较低。真空碳热还原动力学研究发现，相对于锌蒸汽和CO气体的... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

回转窑法制取锌流程图

(a) SEM(b)FeK (C)ZnK图2.2 高炉粉尘的SEM图和Fe、Zn的面分布Fig.2.2 SEM of dust dried in BF and surface distribution of Fe、Zn从 2.2(a)中可以看出，高炉粉尘表面比较粗糙，形状不规则，而且尺寸大小不一，。从（b）和（c）中可以看出，Fe得分布比较稠密，堆垛在一起，而Zn的分布却相对较稀疏、均匀。2.2 实验设备、流程及方法2.2.1 实验设备及仪器实验采用的设备和仪器主要有：管式电阻炉（最高温度 1000℃，如图 2-3）（宜兴市精益电炉有限公司）、2XZ-I 型旋片真空泵、TCE-II 智能温度控制器（上海崇明实验仪器厂）、DP-AF（真空）精密数字压力计（南京桑力电子设备厂）、烧杯、磁力搅拌器、抽滤机、烘箱、DTG/DSC1 热分析仪、岛津 XRD-6000X 射线衍射仪、JSM-6510LA 扫描电子显微镜、石英坩埚和冷却水系统等。

13图 2.3 工艺流程图 Fig.2.3 Flow chart 原。真空碳热还原实验设备如图 2.4 所示。由于空量，所以做实验前应先将粉尘进行烘干。将高炉匀，制成直径为 8-15mm 的球团，然后在 110℃左，再将石英坩埚放入反应器内，密封后抽到实验需，将反应器放入电阻炉中，开始计算还原时间。中和冷凝器上取出还原残渣和冷凝物。用 EDTA后按照如式 2.1 计算 Zn 的还原率。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3539836