铁矿石还原控制步骤与数学模型

铁矿石中全铁的分析（无汞重铬酸钾法）一、实训目的1.掌握铁矿石中全铁含量的无汞测定方法。

2.学会用二苯胺磺酸钠为指示剂判断滴定终点。

3.巩固滴定管、移液管的准备和使用方法。

二、原理： 试样用盐酸分解，用氯化亚锡将大部分三价铁还原成二价铁，继续以钨酸钠为指示剂，用三氯化钛定量还原剩余部分的三价铁，稍过量的三氯化钛将钨还原为钨蓝，摇动溶液使钨蓝消失。

以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定。

其反应为：-+-+++→++26223S nCl 2Fe 6Cl S n 2Fe+++++++→++2H Ti Fe O H Ti Fe 22233O 7H 2Cr 6Fe 14H O Cr 6Fe 2332722++→+++++-+三、试剂：氯化亚锡溶液10%，50g 氯化亚锡溶于200ml （1+1）盐酸中（难容时可加热），加水稀释至500ml 。

加入数粒锡粒。

饱和氯化高汞。

重铬酸钾标准溶液：称取75g~80g 分析纯重铬酸钾溶于于2000ml 水中，待其完全溶解并摇匀后用铁矿石标准样品标定。

或用高纯三氧化二铁进行标定。

硫磷混合酸：将150 mL 浓硫酸缓慢加入700 mL 水中，冷却后加入磷酸150 mL ，混匀。

5 g/L 二苯胺磺酸钠指示剂：称取0.5 g 二苯胺磺酸钠溶于100 mL 水中，加入数滴盐酸。

TiCl 3 溶液 取TiCl 310ml,用5：95盐酸溶液稀释至100ml （临用时配制）。

NaWO 4溶液25% 取25g NaWO 4溶于95ml 水中，加5ml 磷酸混匀。

高锰酸钾溶液3% 四、分析步骤：准确称取0.3g 试样于250ml 锥形烧杯中（瓶口小，防止Fe 3+挥发），加水润湿，加盐酸15~20ml ，摇动烧杯防止试样结底，盖上表面皿，置电热板上加热分解式样，保持微沸状态（防止Fe 3+挥发），滴加氯化亚锡使溶液保持微黄色（如无黄色可滴加高锰酸钾氧化），至试样无黑色残渣（白色或灰白色），趁热滴加氯化亚锡至浅黄色。

浅谈过程数学模型在冶金中的应用【摘要】过程数学模型是在冶金领域中被广泛应用的一种方法。

本文首先介绍了过程数学模型的定义和特点，然后详细讨论了在冶金中的应用案例，包括在优化工艺和设备设计中的作用，以及在铁矿石选矿过程中的应用。

通过这些案例分析，可以看到数学模型在冶金工程中的重要性和价值。

结论部分探讨了过程数学模型对冶金工程的推动作用，展望了其在未来的发展前景。

过程数学模型为冶金工程提供了重要的理论支持和技术手段，促进了冶金工业的发展和进步。

【关键词】过程数学模型、冶金、应用案例、工艺优化、设备设计、选矿、推动作用、发展前景1. 引言1.1 研究背景过程数学模型是将需求、资源、约束条件等要素抽象为数学公式，通过数学表达和运算来模拟和优化冶金过程的一种方法。

它具有高效、精确、可重复等特点，可以帮助工程师深入了解冶金过程的规律，提高工艺的稳定性和效率。

在引入过程数学模型的冶金工程领域也积累了大量涉及不同方面的应用实例。

通过对熔炼过程、挤压成型、金属组织的演化等方面建立数学模型，冶金工程师得以优化工艺参数，提高产品质量，降低生产成本。

过程数学模型在冶金工程中的应用逐渐深入人心，成为推动冶金工程发展的重要力量。

1.2 研究意义在冶金领域，过程数学模型的应用具有重要的研究意义。

通过建立数学模型可以模拟和预测冶金过程中的复杂物理现象，帮助工程师和研究人员更好地理解和控制冶金过程。

数学模型可以为优化冶金工艺提供重要参考，通过数值计算和模拟分析，找到最佳的工艺参数组合，提高生产效率和产品质量。

数学模型还可以应用于冶金设备的设计和改进，帮助工程师优化设备结构和设计参数，提高设备的性能和稳定性。

数学模型还在铁矿石选矿过程中发挥着重要作用，帮助矿石的分选和提纯，提高矿石的利用率和回收率。

过程数学模型在冶金领域的应用具有重要的研究意义，不仅可以推动冶金工程的发展，还有助于提高冶金生产的效率和质量。

2. 正文2.1 过程数学模型的定义与特点过程数学模型是利用数学的方法和技巧来描述和分析工程过程、系统或现象的数学表示。

铁矿石物料粒间粉碎的数学建模一、绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状及存在问题1.3 论文主要内容和结构安排二、铁矿石物料粒间粉碎的问题分析2.1 铁矿石粉碎工艺及其特点2.2 铁矿石物料粒间粉碎的过程及影响因素2.3 铁矿石物料粒间粉碎存在的问题及其解决方法三、铁矿石物料粒间粉碎的数学模型建立3.1 基本假设和模型前提3.2 建立铁矿石物料粒间粉碎的数学模型3.3 利用数学模型对铁矿石物料粒间粉碎过程进行仿真计算四、数学模型求解及分析4.1 数学模型求解方法4.2 计算结果分析及加工参数优化4.3 模拟结果对比实验结果分析五、结论与展望5.1 研究结果总结5.2 存在问题与不足5.3 进一步研究展望及发展方向参考文献第一章绪论1.1 研究背景和意义铁矿石是制造钢铁的主要原料之一，因其丰富的储量及广泛的分布而被广泛开采和应用。

而铁矿石的破碎等前期加工环节对钢铁质量和生产效率影响极大。

因此铁矿石物料的粒间粉碎研究具有重要的科学价值和实际应用价值。

铁矿石物料的粒间粉碎是铁矿石破碎加工的重要环节，但其粉碎过程存在不确定性和复杂性。

因此，必须探索科学的方法，制定可靠的破碎参数和完善的破碎工艺，以保障铁矿石物料的粒间粉碎质量和生产效率，为钢铁工业可持续发展提供支持。

1.2 国内外研究现状及存在问题当前，铁矿石物料粒间粉碎的研究在国内外均有一定的进展。

国外在铁矿石物料破碎机理、颗粒间作用力、破碎过程动力学、破碎能耗等方面的研究中取得了许多成果。

而国内的研究更多围绕着实验室破碎试验、破碎理论的建立、数值仿真等方面。

目前的研究主要存在以下问题：一是缺少精细的破碎模型和方法；二是对破碎过程中诸多因素的影响尚不够全面明确；三是对破碎加工参数的优化和调控有待进一步深入研究。

1.3 论文主要内容和结构安排本文将以铁矿石物料的粒间粉碎问题为研究对象，从数学角度出发，探讨了铁矿石物料粒间粉碎过程的机理，并建立了相应的数学模型。

铁矿石制备还原铁粉的碳还原过程的实验研究!乐毅，陈述文，陈启平（长沙矿冶研究院，湖南长沙）摘要：采用焦炭和无烟煤作还原剂对磁铁精矿以及赤铁精矿进行了固态下碳还原研究。

研究结果表明，在现有海绵铁生产采用的温度范围（!），赤铁矿还原性能明显优于磁铁矿。

采用无烟煤作还原剂可以大大降低还原温度、缩短还原时间。

采用扫描电镜及射线衍射对还原产品进行了分析。

关键词：还原铁粉；固态还原；赤铁矿，，（，，，）：：；；还原铁粉包括氧化铁还原铁粉和钢水雾化铁粉。

其中还原铁粉颗粒呈不规则海绵状，具有较大的比表面，故有利于制造中低密度、中高强度的粉末冶金制品以及薄壁、长径比大或异形的机械零件，现已成为汽车用多类粉末冶金制品不可缺少的原材料［］。

还原铁粉生产国内外普遍采用法（又称两步法），即氧化铁通过碳还原和氢还原两步还原得到产品。

低碳沸腾钢的轧钢铁鳞和高纯的超级铁精矿均可作为还原铁粉的原料。

我国生产还原铁粉的原料基本为轧钢铁鳞，而国外生产还原铁粉的原料基本为超纯铁精矿石。

超纯铁精矿粉与轧钢铁鳞相比，具有稳定性高，制得的铁粉颗粒更为疏松多孔，因而可以制得更高强度的烧结制品。

高纯铁精矿的固体碳还原原理在碳基固态直接还原过程中，还原剂的用量一般都会超过固体碳的理论需要量，铁精矿碳还原的主要反应如下［!］：!!!（）!!!（）反应（）为贝波反应，被还原后生成的按式（）再生成，故最终反应为：!!!（）反应（）即为直接还原反应，该反应为强吸热反应。

故还原焙烧温度的升高有利于直接还原反应的加快；另外，当温度升高后，还原剂碳的反应活性提高，反应率提高，所以升高温度可促进产品金属化，降低直接还原铁中的氧含量。

但温度的升高超过一定值后，由于反应器中的和易生成铁橄榄石（·），该物质的熔点仅为，所以温度太高，将生成极难还原的·并发生软化和熔化使海绵铁孔隙下降、铁矿石还原率降低并影响到产品指标。

在粗还原过程中，铁氧化物被还原，铁粉颗粒烧结与渗碳。

铁矿石还原技术在钢铁冶炼中的应用随着人类文明的进步，人们对于金属材料的需求也在不断地增加着。

而在金属材料中，钢铁是目前人们最为普遍且最为重要的一种材料，它的广泛应用使得许多领域都离不开我们的这个伟大的产物。

那么，如何制造出高质量、高效率的钢铁呢？铁矿石还原技术是钢铁冶炼领域中极其重要的一项技术，它能够高效地提取出铁元素，为钢铁生产提供了重要的物质基础。

在本文中，我们将详细介绍铁矿石还原技术在钢铁冶炼中的应用。

一、铁矿石还原技术的概述铁矿石还原技术所使用的还原剂主要有两种：一种是可再生的碳素还原剂，如焦炭、煤等；另一种则是不可再生的还原剂，如天然气、重油等。

不管是使用哪种还原剂，最终的目的都是达到将铁矿石中的氧化铁还原成为纯铁的效果。

在还原的过程中，铁矿石中的氧化铁会与还原剂发生化学反应，产生出纯铁和一些其他的副产物。

这其中最为重要的一种副产物就是生铁，生铁被广泛地应用于钢铁生产中，是实现工业革命的关键材料之一。

二、铁矿石还原技术在钢铁冶炼中的应用1、高炉法高炉法是钢铁生产中最为传统的一种生产方式，也是钢铁冶炼中常用的铁矿石还原技术之一。

在高炉法中，使用的还原剂是焦炭，并且还需要在焦炭中添加一部分的燃料。

在高炉中，焦炭和空气的燃烧所产生的高温气体将铁矿石中的氧化铁还原成为纯铁和一些其他的副产物，其中包括大量的二氧化碳和氮气等。

高炉法在钢铁冶炼中的应用广泛，在全球范围内都得到了广泛的使用。

使用高炉法可以制造出大量的高品质钢铁产品，由于其原料成本低廉，所以在经济效益上也有很大的优势。

2、直接还原法直接还原法是一种新型的铁矿石还原技术，在这种技术中，铁矿石经过还原反应之后，可以直接转化成为高品质的钢铁材料。

直接还原法使用的还原剂通常是少量的天然气或其他的低碳还原剂，而且现代钢铁冶炼技术的发展已经可以使得直接还原法的应用范围越来越广泛。

在直接还原法中，利用的是自然气体的能量，将铁矿石直接还原成为钢铁材料，这样一来死生产的能耗相对较低，而且还可以将铁矿石中的一些杂质直接去除掉，使得钢铁材料的品质得到了进一步的提高。

鲕状赤铁矿石深度还原过程中金属铁颗粒粒度预测模型孙永升;韩跃新;高鹏;李艳军【摘要】以湖北官店鲕状赤铁矿为研究对象,对其进行深度还原试验,利用光学显微图像分析技术对还原物料中金属铁颗粒粒度进行测量,考察还原温度和还原时间对铁颗粒粒度的影响,并采用MATLAB软件对试验数据进行拟合分析,建立铁颗粒粒度与还原条件之间的数学模型.研究结果表明:不同还原条件下金属铁颗粒粒度累积特性曲线呈现出相同的变化规律;升高还原温度或延长还原时间可使铁颗粒粒度明显增加;建立铁颗粒粒度D80与还原温度和还原时间之间的预测模型;模型的计算值与试验值具有良好的吻合性,可用于预估深度还原过程中金属铁颗粒的粒度;基于该模型,可通过调整温度和时间以实现金属铁颗粒粒度的优化与控制.%An oolitic iron ore taken from Guandian in Hubei province was reduced, and the size of metallic iron particles in reduced product was measured using optical image analysis. The effects of reduction temperature and time on the size of metallic iron particles were investigated. The experimental data were analyzed by MATLAB software, and the mathematic model of metallic iron particle size considering reduction conditions was proposed. The results indicate that the curves of size cumulative passing percentage of metallic iron particles present similar variation trend under different conditions. When the reduction temperature increases and reduction time extends, the size of metallic iron particles increases obviously. The prediction model forD80 of metallic iron particles considering reduction temperature and time was established. The calculation values determined by this model correlate well with the test results, indicating that it can be used to predictthe particle size of metallic iron in coal-based reduction. Based on the model, the particle size of metallic iron can be optimized by means of adjusting reduction temperature and time.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(048)002【总页数】7页(P282-288)【关键词】深度还原;铁颗粒;粒度;拟合分析;数学模型【作者】孙永升;韩跃新;高鹏;李艳军【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110819【正文语种】中文【中图分类】TD925.7针对采用常规选矿方法难以实现铁矿物有效富集的复杂难选铁矿资源，研究人员提出了深度还原−磁选新技术，即在低于矿石熔化温度下，以煤粉为还原剂将铁矿物还原为金属铁，并促使金属铁聚集生长为一定粒度的铁颗粒，还原物料经磨矿磁选获得可用于炼钢的金属铁粉[1]。