基于铝热还原及活化浸出的含钛高炉渣综合利用基础研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51604085
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0411.钢铁冶金
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Comprehensive utilization of metallurgical resources is the realistic requirement of sustainable development strategy of China. The titanium-bearing blast furnace slag has the problems of difficult to recycle, cultivated land occupied, serious waste of resources and so on. To solve these problems, the new comprehensive utilization process of aluminothermal reduction of titanium-bearing blast furnace slag to produce titanium-silicon alloy and activation leaching Al2O3 from the residual slag is developed. Based on the metallurgical theory, the following investigations are carried out: the titanium-bearing blast furnace slag reduction by aluminum and heat balance calculation of multiphase system are investigated. Properties of liquid titanium-bearing blast furnace slag and coupling reaction kinetics of multiphase melt is studied. The mechanism of aluminothermal reduction of titanium-bearing blast furnace slag is illuminated and titanium-silicon alloy is produced. Mineral structure of high temperature melt and the mechanism of adjusting component of residual slag are studied. The 12CaO•7Al2O3 slag which is easy to leach Al2O3 is obtained. The experiment of leaching Al2O3 from the residual slag is studied. The product of Al2O3 which can produce aluminum is obtained. The slag after alumina leaching can be used to sinter. This new technology has the advantages of low production cost, short technological process and high product value. The research results can solve the problem of titanium-bearing blast furnace slag which is difficult to comprehensive utilization in the past. It can provided the theoretical guidance and technical support for high value-added utilization of titanium-bearing blast furnace slag.
开展冶金资源综合利用是我国实施可持续发展战略的现实需求。本项目针对含钛高炉渣难以回收利用、堆存占用耕地、资源浪费严重等问题,提出了含钛高炉渣铝热还原生产钛硅铁合金,还原后炉渣提取氧化铝新工艺理论。项目以冶金基础理论为指导,拟开展含钛炉渣铝热还原热力学及多相体系热平衡计算,液态含钛炉渣物化性能及多相熔体耦合反应动力学研究,阐明含钛高炉渣铝热还原制备钛硅铁合金机理,获得优质钛硅铁合金;开展铝热还原后炉渣高温熔体结构及炉渣调质机理研究,获得易于Al2O3浸出的12CaO•7Al2O3炉渣组织结构形态;开展铝酸钙炉渣活化浸出提取氧化铝机理及实验研究,获得可以用于电解铝的Al2O3产品,提铝残渣代替石灰石返回烧结利用。本研究成果能够解决我国大量的含钛高炉渣难以综合利用的问题,为含钛高炉渣的高附加值利用提供理论依据。

结项摘要

钒钛磁铁矿是我国的优势铁矿资源,含钛高炉渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿时排出的液态炉渣。由于含钛高炉渣中TiO2含量高,炉渣活性低,难以资源化利用,造成了环境污染和资源浪费。本课题针对含钛高炉渣难以回收利用、堆存占用耕地、资源浪费严重等问题,提出了含钛高炉渣铝热还原生产钛硅铁合金,还原后炉渣提取氧化铝新工艺理论。通过开展含钛炉渣铝热还原热力学及多相体系热平衡计算,含钛高炉渣物化性能及多相熔体耦合反应动力学研究,铝热还原后炉渣高温熔体结构及炉渣调质机理研究和铝酸钙炉渣活化浸出提取氧化铝机理及实验研究。热力学分析揭示了铝热还原反应过程及CaO配加量对铝热还原反应的影响规律。实验研究结果表明含钛高炉渣铝热还原最佳的CaO配加量为炉渣重量的5%,铝粉配加量为炉渣重量的26%,还原温度为1620℃,还原时间为10min,还原完成以后Ti和Si的收得率分别为87.50%和80.23%,获得了较高的还原收得率。铝热还原炉渣调质实验结果表明配加不同CaO,炉渣中稳定存在的物相为钙铝硅镁四元化合物,由于含钛高炉渣中MgO含量太高,抑制了炉渣中12CaO•7Al2O3物相的生成。机械活化及浸出实验结果表明CaO配加量对炉渣中氧化铝的浸出影响较大,随着炉渣中CaO配加量的增大,氧化铝的浸出率成先增大后减小的趋势,在CaO配加量20%时,炉渣中钙铝比1.44,此时炉渣中氧化铝的浸出率最高为67.45%。本课题研究制备得到了优质的硅钛合金,得到了铝酸钙浸出渣,但浸出渣中氧化铝浸出率较低,下一步继续研究还原渣直接制备铝酸钙水泥,拓宽铝热还原浸出渣的利用领域,提高新工艺的经济效益。炉渣铝热还原及活化浸出技术也可以推广应用到钢渣和赤泥,提高钢渣和赤泥的资源化利用水平,实现冶金固废资源的高附加值利用。课题实施期间发表论文4篇,授权专利2项。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炼铁技术分析
  • DOI:
    10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20170102
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    钢铁研究学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高建军;万新宇;齐渊洪;王锋
  • 通讯作者:
    王锋
钒钛磁铁矿全氧熔池熔炼试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    钢铁钒钛
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高建军;洪陆阔;张俊;齐渊洪;严定鎏
  • 通讯作者:
    严定鎏
钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    有色金属(冶炼部分)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高建军;洪陆阔;徐洪军;孙彩娇;齐渊洪;李鸣铎
  • 通讯作者:
    李鸣铎
钒钛磁铁矿煤基直接还原试验
  • DOI:
    10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170102
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    钢铁
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪陆阔;齐渊洪;孙彩娇;高建军;武兵强
  • 通讯作者:
    武兵强

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其他文献

Explicit Solution for Constrained Scale-State Stochastic Linear-Quadratic Control with Multiplicative Noise
具有乘性噪声的约束尺度状态随机线性二次控制的显式解
  • DOI:
    10.1109/tac.2018.2831641
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    吴伟平;高建军;李端;石芸
  • 通讯作者:
    石芸
量子阱激光器高频建模技术研究
  • DOI:
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    科学通报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    高建军
  • 通讯作者:
    高建军
东洋区双突冠果蝇种团 Stegana (Steganina) biprotrusa species group
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Zootaxa
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈宏伟
Sr元素添加对铝硅合金电化学腐蚀行为的影响
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    新技术新工艺
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    唐明
内压管的可靠寿命评估
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    核标准计量与质量
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王海燕;陆伟国;高建军;马小兵
  • 通讯作者:
    马小兵

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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