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纳米流体是由流体与纳米粒子组成的悬浮体.由于悬浮的纳米粒子会受到各种内力或外力的影响,这使得其运动规律和换热规律及其复杂.本文运用Lattice-Boltzmann(LB)方法建立纳米流体的传热模型,并对纳米流体和水的流动换热参数进行比较分析.

关键词: 纳米流体 , Lattice-Boltzmann , 布朗力 , 高斯白噪声

基于晶格-Boltzmann方法的纳米流体流动和传热模型

吴轩 , 宣益民

工程热物理学报

纳米流体是由流体与纳米粒子组成的悬浮体.悬浮在流体中的纳米粒子会受到运动阻力、布朗力、扩散力和重力等作用力的影响,因而其运动规律极其复杂.本文运用晶格-Boltzmann(LB)方法,建立纳米流体流动和传热模型模型,对纳米流体的流型结构和温度场进行了模拟和分析.

关键词: 纳米流体 , 晶格-Boltzmann方法 , 悬浮体 , 数值模型

钒钛磁铁矿金属化球团熔分深还原试验研究

张宗旺 , 陈士朝 , 吴轩 , 郭振霆 , 杨华钧 , 陈钢

钢铁研究

用氢气还原制得钒钛磁铁矿的金属化球团,在马弗炉内进行熔分深还原试验.通过正交试验和单因素试验研究了熔分还原温度、碱度、萤石配比和还原时间对生铁钒含量以及铁和钒的回收率的影响,发现碱度和时间为影响生铁钒含量、铁和钒回收率的主要因素,并找出熔分深还原的最优工艺条件.在此条件下,渣铁分离良好,生铁中钒的质量分数为0.59％,铁和钒的回收率分别达到了95.39％和92.49％.

关键词: 熔分深还原 , 钒钛磁铁矿 , 铁回收率 , 钒回收率

攀西钛精矿制备人造金红石研究

叶恩东 , 程晓哲 , 缪辉俊 , 张溅波 , 吴轩

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.01.002

利用攀西地区储量丰富的高钙镁低品位钛铁矿制备符合沸腾氯化需要的高品质富钛料是推动钛行业发展的关键.通过对攀西钛铁矿矿物组成和结构等物相特性分析,提出了氧化还原改性-盐酸浸出制备人造金红石的方法.先在实验室进行工艺条件优化试验,确定了关键参数.在此基础上,进行了5 kt/a规模人造金红石的扩大试验.扩大试验实现了连续稳定运行,成功获得了满足沸腾氯化需要的优质人造金红石产品,其TiO2≥90％,CaO+MgO≤1.0％.酸浸产生的废盐酸,采用喷雾焙烧技术得到了回收利用,实现了盐酸闭路循环,确保全流程无“三废”排放.最后,形成了“攀西钛铁矿流态化氧化—还原—常压浸出—废酸回收”制造人造金红石的成套工艺及操作制度.

关键词: 人造金红石 , 钛铁矿 , 氧化还原改性—盐酸浸出

熔盐氯化废渣回收氯化盐及其促进钛铁矿盐酸浸出研究

张溅波 , 吴轩 , 缪辉俊 , 周丽

钢铁 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.04.009

对熔盐氯化废渣进行氯化盐回收,并对回收氯化盐用于钛铁矿盐酸浸出体系作了初步研究.结果表明,水浸可以高效地将熔盐氯化废渣中的可溶氯化盐和不溶氧化物分离.水浸后剩余不溶残渣仅为11％,主要由Fe2O3、(Fe,Mg)2TiO5和以及(Ca,Al,Mg) SiO3等性质稳定的物质组成,便于堆存,对环境无害.而KCl、NaCl等废渣中主要氯化物在水浸母液蒸发结晶盐中富集,Cl元素回收率超过95％.回收得到的氯化盐添加到钛铁矿盐酸浸出体系中,可以提高钛铁矿的浸出反应活性.添加氯化盐比例越大,得到的人造金红石产品TiO2品位越高.添加质量比为50％的氯化盐,可使人造金红石TiO2品位由80.8％提升至84.5％.

关键词: 熔盐氯化 , 废渣 , 氯化盐 , 回收 , 钛铁矿 , 盐酸浸出

优化钒钛磁铁矿金属化球团熔分还原工艺铁回收率的研究

张宗旺 , 吴轩 , 陈士朝 , 郭振霆 , 杨华钧 , 陈钢

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2013.02.009

熔分还原金属化球团生产高钒生铁是利用钒钛磁铁矿的途径之一.钒回收率与铁回收率呈密切的正相关关系.为了提高钒回收率,通过正交试验考察了熔分还原温度、炉渣二元碱度、萤石和还原时间对铁回收率的影响,并对还原工艺条件进行了单因素优化试验.结果表明:碱度和时间对铁回收率有较为重要的影响,温度次之,萤石影响最小.铁回收率优化后的工艺条件为温度1 530℃、碱度0.8、萤石2％、还原时间40 min,在此优化条件下,渣铁分离效果好,铁回收率达到95.39％,钒回收率可达92.49％.

关键词: 钒钛磁铁矿 , 金属化球团 , 熔分还原 , 铁回收率

攀枝花钛渣盐酸浸出制备高品质富钛料

吴轩 , 张溅波 , 缪辉俊 , 叶恩东 , 张兴勇

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.04.001

为解决攀枝花钛精矿粒度过细的问题,采用攀枝花钛精矿冶炼钛渣-氧化还原焙烧改性-盐酸浸出工艺制备高品质富钛料,为氯化法钛白粉生产提供优质原料.试验主要以常规钛渣为研究对象,借鉴钛精矿氧化还原焙烧参数对钛渣进行改性处理,通过考察浸出压力、添加剂和浸出方式对钛渣主体杂质相黑钛石M3O5固溶体的浸除效果来研究改性钛渣适宜的浸出工艺.结果表明,常压浸出对M3O5溶出效果差;添加剂可溶氯化盐、乙醇和金属铁粉不能有效提高M3O5浸除能力;二段浸出对钛渣浸出效果影响较小;加压浸出和搅拌浸出均有利于提高钛渣酸浸除杂(M3O5)效果,但都不能制备出合格的富钛料.这主要是由于钛渣改性残留较多的难溶黑钛石M3O5固溶体,结构较为致密,反应活性差所致.由于低品位钛渣改性处理后可能含较少的M3O5相,采用此种改性钛渣进行盐酸加压一段搅拌浸出(浸出条件为:145℃浸出7h,浸出液固比为2∶1,盐酸浓度为20％),能获得wTiO2＞93％,w∑(caO+MgO)＜1.5％的高品质富钛料,满足国内沸腾氯化原料要求.

关键词: 钛渣 , 盐酸浸出 , 富钛料 , 添加剂