含碳球团熔融渗碳机理

造锍熔炼渣是Cu、Co、Ni等有色金属矿通过硫化法提取有价金属后的熔分渣，除了残存一定含量的有色金属元素外，往往含有40%左右的铁元素，具有较高的利用价值。该类熔分渣中铁主要以铁橄榄石的的形态存在，还原熔分工艺是目前处理该类冶金渣的最佳方式。但是，熔分后渣中的Cu、Co、Ni等元素几乎全部进入铁水形成合金，无法实现有价元素的单独回收，还恶化了铁水品质，提高了后期处理成本。因此，熔分过程中实现铁与有价金属元素的高效分离是合理利用造锍熔炼渣的关键。

钢铁研究总院的学者使用CaO-SiO2-Al2O3合成渣与磁铁矿、石墨粉制备含碳球团，考察了球团中渣相成分、渣量以及碳含量对铁水渗碳量的影响，并探讨了含碳球团内铁的熔融渗碳行为和机理。结果表明，熔融渗碳分为熔融还原渗碳以及铁熔体聚合过程渗碳2个阶段，前一阶段熔渣中Fe2+含量与铁的渗碳量处于动态平衡过程，主要受熔渣化学成分的影响；后一阶段的渗碳过程决定铁的物理渗碳极限，主要与铁、碳颗粒的接触条件有关，且熔渣中Fe2+的还原极限与渣相碱度和SiO2绝对含量有关，铁的熔融渗碳量（质量分数）可以达到4%左右，满足铁锍分离要求。