• 2023年第1期文章目次
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    • >节能环保与综合利用
    • 含锌固废高效资源化回收试验与数值模拟

      2023, 48(1):1-7. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.001

      摘要 (3) HTML (0) PDF 1.20 M (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:回转窑工艺被广泛应用于含锌固废的资源化处置, 为进一步优化工艺, 本文在对比高低 Cl 元素夹杂的两类含锌固废回转窑入炉料、尾渣和再生锌粉的成分、物相等特征的基础上, 分析了回转窑的反应过程, 并采用 CFD 数值模拟 Zn、Pb 蒸汽的运动路径。研究发现: 两类含锌固废实际生产 Pb、Zn 的脱除率分别为 83.33%、67.69% 和 96.97%、84.38%, 再生 Zn 粉纯度分别为 14.58% 和 41.49%, Cl 的脱除率分别为 96.64% 和 97.97%; 数值模拟中, 当通气速率为 10 m/s, 绝热壁面温度为 1200 ℃ 时, 可实现 Pb、Zn 和含 Fe 窑渣的梯级分离, 该方案有助于提升再生产品纯度, 增加含锌固废的回收价值。

    • 冶金粉尘对铁矿粉高温性能影响研究

      2023, 48(1):8-14. DOI: 10. 13403/j. sjqt. 2023. 01. 002

      摘要 (2) HTML (0) PDF 912.67 K (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:烧结矿的质量与铁矿粉的高温性能密切相关,烧结生产过程中配加冶金粉尘是钢铁企业处理冶金粉尘的一种重要方式,而冶金粉尘的加入势必影响铁矿粉的高温性能,进而影响烧结矿的质量,因此,研究冶金粉尘添加对铁矿粉高温性能的影响具有重要意义。本文通过对比3种冶金粉尘(烧结除尘灰、高炉炉灰与杂料)与铁矿粉理化性能差异,并采用微型烧结试验研究了冶金粉尘对混合铁矿粉同化性及液相流动的影响。结果表明:烧结除尘灰、高炉炉灰和杂料粒度均小于混合矿,其中烧结除尘灰粒度最细;烧结除尘灰、高炉炉灰和杂料配比的增加均会降低混合矿最低同化温度和黏结强度,提高混合矿的流动性,对最低同化温度下降程度影响最大的是杂料,对流动性指数增加程度最大的是高炉炉灰;3种冶金粉尘对混合铁矿粉黏结强度的影响效果比较接近。

    • 烧结余热发电和 SHRT 工艺能效与投资对比分析

      2023, 48(1):15-23. DOI: 10. 13403/j. sjqt. 2023. 01. 003

      摘要 (1) HTML (0) PDF 1.56 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:烧结矿生产中 50% 以上热能被废气带走,提高余热回收率是烧结节能降耗的关键手段之一。本文对烧结余热发电和 SHRT 的系统组成和技术原理进行了详尽介绍,并针对不同工艺配置下两种方案的能源利用效率和固定投资进行对比分析。分析结果表明:当将风机能耗一并考虑时,尽管 SHRT 系统的能量转化率最高,但是整体能耗并不是最低。对于配套两台主抽风机的烧结机规模,综合能耗从低到高:余热发电+变频调速风机系统<余热发电+定速风机系统

    • 胺类添加剂脱硫副产物综合利用研究

      2023, 48(1):24-30. DOI: 10. 13403 /j. sjqt. 2023. 01. 004

      摘要 (1) HTML (0) PDF 1.14 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过对某钢厂胺类添加剂脱硫副产物进行物化特性分析,设计了其综合利用的工艺流程,考查了不同浸出工艺对S和K浸出率的影响,基于此进行了硫酸铵一步法制备硫酸钾实验研究,探讨了其用于制备含钾复合肥的可行性。结果表明: 在实验室条件下,较优的浸出工艺参数:温度为35 ℃,搅拌时间为30 min,固液比为1:4,搅拌速度为200 r/min,研磨粒度小于74 μm,此时,S,K浸出率最优,分别为85.23% ,97.05% ;同时滤液经蒸发、浓缩、冷却结晶后可制得 K2O 质量分数为60.44% ,S质量分数为15.60% ,Cl质量分数为0.57%的硫酸钾产品,符合农用含钾复合肥国标要求,表明该工艺可行性较强。

    • 高硫烧结烟气超低排放工艺技术选择及应用

      2023, 48(1):31-35. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.005

      摘要 (5) HTML (0) PDF 1022.32 K (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过对烧结烟气脱硫脱硝技术用于高硫烟气(SO2 质量浓度高)条件实现超低排放的可行性进行分析,筛选出用于高硫烧结烟气脱硫脱硝超低排放技术:石灰石-石膏脱硫 + SCR 脱硝。结合高硫烧结烟气特点,提出了一种适合的技术路线:电除尘+石灰石-石膏脱硫+非湿电式深度净化+一级烟气补热+GGH+二级烟气补热+中温SCR脱硝。基于该技术路线的超低排放工艺在高硫烧结烟气治理上进行了应用,处理后烟气中颗粒物、SO2、NOx的质量浓度分别为 7.01、8.25、35.31 mg/Nm3,能够连续稳定实现超低排放。

    • 烧结半干法脱硫灰资源化利用研究与实践

      2023, 48(1):36-43. DOI: 10.13403/j. sjqt. 2023.01.006

      摘要 (2) HTML (0) PDF 1.16 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:烧结半干法脱硫副产物脱硫灰因其成分复杂,且含硫量波动大,一直未能得到充分利用。本文提出将脱硫灰替代部分熔剂返回烧结,新生成的含硫烟气导入活性炭脱硫塔后制取硫酸的新方法,并开展了工业试验。结果表明: 在烧结过程中,脱硫灰主要发生分解还原反应,脱硫灰带入的硫 97% 进入烧结烟气中。脱硫灰的加入对烧结矿成分和质量以及成品率影响不大,固体燃料消耗略微升高,但当加入量大于 0.15% 后,烧结机利用系数下降明显; 活性炭脱硫脱硝系统因设计富余能力较大,对系统脱硫效率影响不大,但后续制酸系统余量不足,当脱硫灰加入量超过 0.15% 后,实际硫酸产量下降 25%; 脱硫灰进入烧结处理完全可行,但加入量不宜超过原料配比的 0.15%。

    • >烧结
    • 烧结成矿过程中铁酸钙特征与冶金性能定量关系

      2023, 48(1):44-49. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.007

      摘要 (9) HTML (0) PDF 1.20 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:烧结成矿过程中铁酸钙质量分数、晶体形态及其结晶粒度等特征对烧结矿质量好坏有重要影响。本文以现场烧结配料结构为基准,使用分析纯进行不同温度梯度微型烧结试验,利用偏光显微镜重点分析了烧结矿成矿过程中铁酸钙生成特征,并分析了其对烧结矿冶金性能的影响规律。结果表明:在 1280~1400 ℃ 升温过程中,烧结矿以斑状结构为主,其中不同形态的铁酸钙质量分数共减少了 26.40%,烧结矿 RDI+3.15mm 及 RI 指数分别由 74%、72%降低为 69.20%、67.57%;在 1250~1280 ℃ 升温过程中和 1400~1200 ℃ 降温过程中,烧结矿以交织熔蚀结构为主,有针柱状铁酸钙大量生成,且针柱状铁酸钙中 Al2O3/SiO2 较小为 0.25,烧结矿 RDI+3.15mm 及 RI 指数呈变好趋势;在 1200 ℃ 降温至室温的过程中,烧结矿主要以熔蚀结构为主,是板柱状和他形铁酸钙的形成阶段,尤其在 1200~1100 ℃ 降温段,针状、柱状铁酸钙均占比较高为 32.70%,烧结矿 RDI+3.15mm 及 RI 指数相对较高,分别达到了 79.20%、80.76%。

    • 强力混合技术在烧结球团行业的应用

      2023, 48(1):50-56. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.008

      摘要 (7) HTML (0) PDF 1.25 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:烧结、球团工艺所用原料种类多、物料量大、理化性质差异大,其均匀混合对于优质烧结矿、球团矿的制备具有重要意义。本文就强力混合技术对烧结、球团颗粒混合的作用原理、强化效果以及其工业应用情况进行了重点阐述,并就生产中存在的桨叶磨损、核颗粒破碎以及熔剂消化不充分等问题提出增设原料筛分设备、预混合设备以及选择性强化混合等改进建议,以期为行业针对不同原料特点,选择强力混合-制粒工艺提供参考。

    • 基于深度学习的烧结返矿量组合预报模型研究

      2023, 48(1):57-66. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.009

      摘要 (6) HTML (0) PDF 1.62 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:返矿量是影响烧结矿质量和炼铁成本的重要因素。针对该数据难以在短时间内获得且相关预测研究较少的问题,本文提出了一种应用深度学习算法构建的烧结返矿量组合预报模型。该模型首先将烧结实际生产流程大数据与数据预处理技术相结合,建立模型基础数据集;然后将烧结流程中存在的滞后性与时域神经网络相结合,实现模型的提前预报功能;同时将皮尔逊相关性分析和 PCA 技术制定的烧结配料规则与深度森林相结合,实现模型的实时监测功能。预测结果分析表明:该模型整体误差范围(返矿量在 15 t/h 内)命中率能够达到 90% 以上,并展示出良好的提前预报和实时监测效果,能够达到预测返矿趋势与数量的目标。

    • >球团
    • 链算机—回转窑热工系统的控制模型研究

      2023, 48(1):67-74. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.010

      摘要 (8) HTML (0) PDF 1.49 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁矿球团链算机—回转窑工艺热工系统具有控制对象复杂、调节过程长且滞后以及各热工参数之间相互耦合的特点,导致该工艺在调节和控制时无法有效测出各热工参数的变化趋势,造成调节无法达到预期。针对这些问题,本文基于某钢铁企业球团工序的生产数据,采用数据挖掘及相关性分析的方法,深入研究链算机—回转窑热风循环系统之间的关联性,并构建相关数学模型。结果表明:回转窑窑头烧嘴参数(喷气量、助燃流量)与窑头、窑尾温度以及链算机—回转窑热风循环系统中各热工参数之间的显著性均为 0.000,同时相关系数基本上都在 0.900 以上,而且各参数之间所构建的回归模型误差较小,经现场生产验证,其中回转窑窑尾、窑头温度与回转窑高炉煤气用量 X1、焦炉煤气用量 X2、助燃流量 X3 构建的回归方程 K5 = 858.534 + 0.027X1 + 0.030X2 + 0.027X3 和 K6 = 337.735 + 0.047X1 + 0.068X2 + 0.124X3 的误差仅为 4.9% 和 2.4%,可作为现场热工参数的预测模型。

    • 膨润土与复合黏结剂混合配加对球团性能的影响

      2023, 48(1):75-80. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.011

      摘要 (7) HTML (0) PDF 1.39 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对球团生产中单独添加膨润土会降低球团矿品位,而单独添加复合黏结剂会增加生产成本的问题,本文研究了两者混加对球团矿性能的影响,通过与单方面添加试验对比发现,配加混合黏结剂的球团矿性能明显优于配加单一黏结剂,且当膨润土(添加 1.5%)与复合黏结剂(添加 0.5%)混合添加时,球团矿综合性能最优。此时,生球落下强度为 6.1 次/(0.5 m),抗压强度为 6.6 N/P,成品球抗压强度为 3 043 N/P,还原度为 79.51%,还原膨胀率为 1.92%,w(TFe) 损失较少为 2.43%。混合黏结剂具备膨润土与复合黏结剂两者优势,可分别在造球段协同促进矿粉黏结,预热焙烧段分解产生微孔,还原段促进反应进行,其可在显著提高球团冶金性能的基础上,减少 w(TFe) 的损失。

    • 基于数据分析模糊 PID 球团矿冷却智能控制方法

      2023, 48(1):81-85. DOI: 10.13403/j. sjqt.2023.01.012

      摘要 (4) HTML (0) PDF 1.27 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文根据球团冷却工艺,结合数据分析技术,确定球团生产各冷却段最佳温度、压力控制范围,并运用模糊 PID 技术制定控制策略、设计模糊控制器、建立优先推送机制,最终构建了球团冷却控制模型。经过调试和生产中改进以及后续的数据跟踪表明,该模型在不同的生产条件下展现了良好的智能性,可保证球团矿性能最优、系统快速调节和平稳运行,解决人工调节不及时、精度不高的问题,以及球团冷却过程随时间和生产的热传导模型不恒定及大延迟、大滞后的非线性控制问题。在连续生产情况下,各冷却环节温度精度达到98%,抗压强度在 2 300 ~ 2 700 N/P 范围内达到 97.31%。

    • >选矿与原料预处理
    • 含铜钴硫酸渣中铜钴同步浸出试验研究

      2023, 48(1):86-92. DOI: 10.13403/j. sjqt.2023.01.013

      摘要 (7) HTML (0) PDF 1.41 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以含铜、钴硫酸渣为原料,采用直接酸浸方式回收其中的铜、钴,探究了原料细度、浸出温度、搅拌速度等工艺参数对铜钴浸出率的影响。在不磨矿、浸出温度为 70 ℃、搅拌速度为 400 r/min、液固比为 4:1、硫酸质量浓度为 160 g/L、浸出时间为 4 h 的最佳浸出条件下,铜、钴浸出率分别为 72.16%、70.81%。铜钴化学物相分析表明,硫酸渣中硫酸铜质量分数最高,次生硫化铜质量分数最低,在硫酸体系下,硫酸铜、自由氧化铜物相较易浸出。硫酸渣中钴主要以硫酸钴、亚铁酸钴、四氧化三钴形式存在,还含少量硫化钴和氧化亚钴。在硫酸体系下,硫酸钴和硫化钴易被浸出,四氧化三钴和亚铁酸钴较难浸出。

    • 堆取料机激光雷达系统参数的校准

      2023, 48(1):93-97. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.014

      摘要 (4) HTML (0) PDF 1.32 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:料场在堆取料机上安装激光雷达扫描仪可以获取料堆三维模型、实现堆取料的自动化。针对由于激光雷达系统的安装参数不易直接测量,且参数误差对料堆三维成像效果影响很大,堆取料机上激光雷达系统的参数难校准的问题,本文提出了一套激光雷达系统参数校准的方法,其先根据堆取料机的结构建立各个关节的坐标系,然后根据各个坐标系之间的相对位置关系测量激光雷达系统的参数初始值,最后根据激光雷达扫描到的现场墙面信息建立优化问题,并设计遗传算法求解该优化问题得到最终的系统参数。校准标定后的料场三维模型效果表明,该方法具有很强的实用价值。

    • 酒钢镜铁矿尾矿中铁矿物再回收试验研究

      2023, 48(1):98-105. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.01.015

      摘要 (2) HTML (0) PDF 1.51 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:酒钢选矿厂排出的镜铁矿强磁选尾矿铁品位约为 28%, 有较高的回收价值。为回收其中的铁矿物, 本研究基于该强磁选尾矿工艺矿物学, 对其进行反浮选—磁化焙烧—磁选试验研究。研究结果表明: 该强磁尾矿经过一粗一精的反浮选试验流程, 可得到铁品位为 43.88% 的浮选精矿, 其作业铁回收率为 50.93%。经过磁化焙烧后得到焙砂, 焙砂进行一粗一精的磁选试验后可得到铁品位为 62.37% 的磁选铁精矿, 其作业铁回收率为 83.39%。