高磷铁水脱磷工艺研究.docx

分类号_______________密级________________ UDC _______________学号________________（钢铁）冶金实验与研究方法（论文）论文题目高磷铁水脱磷工艺研究学生姓名王永超学 号2013000694所 在 院 系材料学院冶金工程系专 业 班 级冶金1302班导师姓名职称王社斌教授完成日期2015.12.252015年12月25日 目录一、引言3二、高磷铁矿脱磷31.选矿法脱磷32.化学脱磷法4三、高磷铁水脱磷41、还原脱磷42、氧化脱磷5四、脱磷渣剂中替代CaF2必要性5五、Na2O对脱磷的影响6六、研究高磷铁水深度脱磷的意义:6七、实验材料及方法71.原材料72.实验设备73.试验方法7八、结论8高磷铁水脱磷工艺研究一、引言随着冶金和材料工业的发展,对钢铁产品的性能要求日趋严格,其中磷元素是钢铁内主要的有害元素之一,进而要求对铁水中的磷元素进行有效的脱除。我国铁矿石对外依存度高(需求量大、价格高),同时随着长期对低磷铁矿的开发和利用,其储量逐渐减少,而占全国铁矿总储量14.68%,总量达+4.5亿吨的高磷铁矿,特别是我国西南地区丰富的高磷钒钛磁铁矿及其它种类的高磷铁矿却没有达到很好的应用,究其原因是高炉内几乎所有的磷都进入铁水,而对高磷铁水脱磷的经济实用技术也缺乏,因而对复杂铁资源的高磷铁水脱磷的技术研究就显得迫在眉睫。本论文以提钒后的半钢,含磷0.3%、碳3.9%的铁水为待脱磷铁水,以-200目的化学纯Si02、CaO、Fe203、Na2C03、CaF2和A1203为渣剂原料,主要研究了不同助熔剂下脱磷效果的比较、加渣不同对脱磷的影响(一次加渣和两次加渣)和脱磷反应动力学条件。热力学分析表明,高碱度、高氧化性和低温有利于铁水中磷的脱除;CaO是最合适的碱性氧化物。铁水脱磷工艺中,渣剂分两次加入的脱磷效果优于一次加入的效果。目前世界上很多铁矿石含磷都在0.08%以上,超过了钢铁冶炼的标准要求。铁矿石中的磷元素有两种存在状态,一是存在于脉石中,二是存在于铁氧化物的晶格结构中。二、高磷铁矿脱磷1.选矿法脱磷选矿法脱磷的首要条件是把矿石粉碎细磨至铁矿物与磷矿物完全解离,再通过湿式磁选或干式磁选进行有效分离。纪军等人对宁乡式鮞状赤铁矿石进行了分散-选择性聚团脱泥-反浮选脱磷工艺的试验研究,取得了相当的效果。我国高磷铁矿石矿物的特点是矿石组成复杂,磷矿物嵌布粒度较细,因此采用选矿方法脱磷存在诸多不足:一是磷脱出率低;二是较低的粒度要求,增加了球磨机的处理周期,大幅度的增加了磨矿成本;三是铁元素损失大。因此,利用该传统的方法来处理此类高磷铁矿石具有明显的弊端。2.化学脱磷法化学法脱磷主要是以硫酸、盐酸或硝酸等对矿石进行酸浸脱磷。该方法只要求矿石中的磷矿物暴露出来,能与浸出液接触就好,而不要求其完全解离成单体,是一种较为经济有效的处理方法。化学法脱磷的通病是耗酸量大,处理成本高,容易导致矿石中可溶性铁矿物溶解,造成铁的无谓损失。3.微生物法脱磷磷酸盐类物质在一定的环境下,能被许多微生物高效利用和消耗。因此可利用该原理,对一定的含磷铁矿物进行类似处理,达到脱磷的目的。可以很好的去除铁矿石中的磷与化学法相比,生物法是一种无污染、成本低且高效的脱磷技术。三、高磷铁水脱磷1.还原脱磷钢液中的[P]除在氧化条件下能形成溶解于碱性澄中的磷酸盐外,也能在高度还原条件下,还原形成溶解于澄中的磷化物。常用的还原脱磷剂主要是Ca,作为钙合金的常是CaC2、CaSi。CaC2反应产生的C能影响CaO2的分解速率。w[C]低时(0.5%),CaCs的分解很快,Ca的挥发损失比例大,但W[C]高时(1.0%), CaC2的分解又较慢。分解出的碳对金属也有增碳的作用,对不锈钢的冶炼也有些不利。CaSi反应分解出的[Si]达到最高值后,基本保持不变,它能提高αp,所以有利于还原脱磷。但分解出的Ca也可与[C]结合,消耗用于脱憐的Ca.脱憐剂内均加入有CaF2,起着重要的脱磷作用。它能溶解Ca及CaC2,降低钙的蒸汽压,减少钙的损失;能降低使反应更易向右进行;促进CaC2的分解。目前还原脱磷在生产上尚未得到推广,主要是技术上还存在着不少问题,而炉渣的处理也是一项复杂的技术。因为炉渣中的Ca3P2与空气中的水汽作用后,会放出有剧毒的PH3气体。2.氧化脱磷氧化法脱磷首先是利用氧化剂使铁水中的[P]氧化生成P2O5,随后与加入的能降低P2O5活度系数的脱磷剂,结合造渣形成稳定的复合化合物,从而存在于融熔炉渣中。在电弧炉炼钢工艺中,磷元素被氧化的同时,金属溶体中的易氧化的有价元素也会受到氧化而损失,因此,在处理这类金属溶体时,存在着去磷及保护合金元素不被氧化的问题。在铁水脱磷的过程工艺中个,对脱磷效果的影响