基于直接還原技術(shù)的釩鈦磁鐵礦中鈦鐵回收的探索性研究.pdf

1、我國的釩鈦磁鐵礦資源十分豐富，已發(fā)現(xiàn)的釩鈦磁鐵礦資源中，僅攀西地區(qū)的釩鈦磁鐵礦探明儲量高達(dá)98.49億噸，約占我國釩鈦磁鐵礦總儲量的95％。因此，如何實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦資源的高效合理利用，對于促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
　　本研究是以攀鋼釩鈦磁鐵礦為研究對象，以煤為還原劑，通過造球，利用直接還原的方法將球團(tuán)還原為金屬化球團(tuán)，之后通過高溫熔融分離的方法得到鐵和高鈦渣。本文運(yùn)用熱力學(xué)、動力學(xué)研究方法，結(jié)合X-射線衍射儀、光學(xué)顯微鏡

2、、掃描電鏡等現(xiàn)代微觀測試技術(shù)，利用ICP、XRF等現(xiàn)代化檢測手段，對釩鈦磁鐵礦的還原-熔分機(jī)理和反應(yīng)條件進(jìn)行了研究，可得結(jié)論如下：
　　(1)釩鈦磁鐵礦還原反應(yīng)的熱力學(xué)計算研究表明，在1300K～1600K范圍內(nèi)，鐵的氧化物可以被固體C完全還原為金屬鐵且僅能被CO還原為低價氧化物，而鈦的氧化物僅能被固體C還原為低價氧化物且不能被CO還原。因此，控制還原反應(yīng)在此溫度范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)鐵、鈦的完全分離。
　　(2)初步探討了釩鈦磁

3、鐵礦含碳球團(tuán)直接還原過程中的動力學(xué)模型，通過計算確定了其還原過程中的限制性環(huán)節(jié)并計算此環(huán)節(jié)的反應(yīng)活化能。
　　(3)直接還原試驗(yàn)考察了C/O、還原溫度和還原時間對球團(tuán)金屬化率的影響，并探索了還原氣氛下球團(tuán)C/O為0.8的直接還原試驗(yàn)，得出以下結(jié)論:①相同溫度時間條件下，較高的C/O更容易獲得較高的金屬化率;②相同時間條件下，提高溫度有利于提高球團(tuán)的金屬化率;③反應(yīng)初期，隨時間的延長球團(tuán)的金屬化率會提高，之后隨反應(yīng)氣氛及配碳量的不同

4、，球團(tuán)的金屬化率水平表現(xiàn)不同。
　　(4)在高溫熔分試驗(yàn)階段考察了反應(yīng)氣氛、熔分溫度和恒溫時間以及滲碳對熔分效果的影響，得出以下結(jié)論:①在前期探索試驗(yàn)階段，惰性氣體保護(hù)條件下，隨著熔分溫度的升高，熔分試樣中鐵連晶逐漸長大;②在還原性氣氛及充分滲碳的條件下，可以實(shí)現(xiàn)渣鐵的有效分離;③通過用掃描電鏡觀察并分析其熔分產(chǎn)物中的元素分布可以知道，金屬樣中大部分為金屬鐵相，并含有一定量的殘?zhí)技傲虻膴A雜;渣中的主要物相為Ti的氧化物及鎂鈦礦相和