钛精矿碳热还原行为及熔分强化分离分析-analysis of carbothermal reduction behavior and intensified separation of titanium concentrate.docx
- 1、本文档共138页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
钛精矿碳热还原行为及熔分强化分离分析-analysis of carbothermal reduction behavior and intensified separation of titanium concentrate
中文摘要
重庆大学博士学位论文
I
PAGE 2
摘 要
钛是一种战略资源,含钛材料在国防和国民经济的各个部门都有广泛应用。 其中,金属钛及其合金在航空、航天和航海等方面有着重要用途;钛白粉主要应 用在化工、纺织和医疗等领域。储量丰富的钛铁矿是金属钛或钛白粉生产的主要 原料,但其品位低,必须先经过富集处理为品位较高的富钛料。可见,富钛料的 制备已成为钛工业生产过程的重要环节。目前,工业上主要通过电炉法制取富钛 料,但存在冶炼能耗高、工艺落后和冶炼难度大等问题。因此,开展高效低耗的 电炉法制备富钛料的基础研究,对钛工业的发展具有重大意义。基于此,通过研 究攀枝花钛精矿的碳热还原行为,寻找一种能强化钛精矿还原的方法,或者一种 能去除钛精矿中非铁杂质的新工艺,无疑是实现钛精矿电炉法高效低耗的制备富 钛料所亟需的。
本文围绕攀枝花钛精矿品位低,含钙、镁氧化物杂质高的特点,针对钛精矿 碳热还原行为及钛与铁的强化分离进行了理论计算和实验研究。
采用 XRD、热分析和 SEM 等分析手段对钛精矿和取自生产的钛渣性质进行了 研究。钛精矿的主要物相为:钛铁矿、磁铁矿和镁钛矿;通过 DSC 曲线可知,当 温度低于 1140℃时,钛精矿吸收的热量比较缓慢;工业生产钛渣主要物相为:TiO2 和假板钛矿型(Fe, Mg)xTiyO5(x+y=3),其开始熔化温度约为 1510℃,熔化终了温度 约为 1650℃。
运用 FactSage 对钛精矿碳热还原及钛渣对不同耐材的侵蚀作用进行了理论计 算。结果表明:温度越高越有利于钛精矿的还原,但为了防止高熔点 TiC 的生成, 理论上温度应低于 1350℃,适宜的配碳量为 12%。添加剂硅铁在钛精矿强化还原 过程中的作用为还原剂和发热剂;硼砂和碳酸钠的作用机理基本一致:易形成低 熔点物质,有利于气体的扩散,从而有利于钛精矿的还原。钛渣对耐材侵蚀作用 的计算表明,耐材抗渣侵蚀性能由好到坏的次序是:SiC 浇注料→镁砖→镁碳砖→ 刚玉。
对钛精矿的固态还原和液态熔分进行了实验研究,结果表明:钛精矿还原后 金属化率随着配碳量的增加而增加,但配碳量高于 12%时,其金属化率变化不大, 在 84%左右;在???分过程中,渣铁分离效果较好的配碳量为 12%-14%,钛渣品位 随着熔分时间的增加而提高。添加硅铁后,钛精矿还原后的金属化率显著提高, 金属相颗粒的平均粒度也随着硅铁的增加而增加,且 Si 与 Ca 的结合实现了硅钙 的富集。添加剂硅铁在固态还原过程的作用为:还原剂、形核剂和发热剂;在熔 分过程中的作用为:作为还原剂进一步深度还原 FeO,从而提高钛渣品位。还原
后形成的 SiO2 能扩大钛渣的液相区域,从而缩短熔分时间,降低冶炼周期。
运用热分析方法对钛精矿还原过程 TG-DSC 结果进行了研究,结果表明:添 加硅铁后,钛精矿还原过程中的失重量减少,最大失重速率及其对应的温度降低; 添加剂硼砂和碳酸钠会使钛精矿还原过程中的失重量增加,最大失重速率增大, 最大失重速率对应的温度降低。三种添加剂均可降低钛精矿还原达到最大失重速 率时的温度,且随着添加量的增加而降低。
通过 FactSage 对钛精矿真空还原进行了理论计算,结果表明:当温度为 1550℃,配碳量为 12%,压力低于 1000Pa 时,气相中便开始产生 Mg、SiO 和 Mn 蒸气;当配碳量为 12%,压力为 100Pa,温度高于 1300℃时,气相中开始产生 Mg、 SiO 和 Mn 蒸气;当温度达到 1750℃时,整个体系内各物质含量趋于一稳定值, 钛渣 TiO2 品位可达 94%。
根据钛精矿真空还原的理论计算结果,对钛精矿真空熔分进行了实验研究。
结果表明:熔分后钛渣的主要物相为 TiO2、Ti2O3 和 TiO。与工业生产钛渣物相相 比,其最大区别是没有假板钛矿相;当还原温度过高时,会产生合金 Fe2Ti。升高 温度和延长还原时间均能促进硅和镁的挥发。其中,镁的挥发率可达 99%,硅的 挥发率可达 86%。实验最优条件是:还原温度为 1550℃,还原时间为 45 min。在 此条件下,可得钛渣 TiO2 品位高达 93%(CaO+MgO0.5%)。
关键词:钛精矿,钛渣,添加剂,碳热还原,液态熔分
英文摘要
重庆大学博士学位论文
III
PAGE 4
ABSTRACT
Titanium is a strategic resource, based on the fact that titanium-bearing materials are widely used in the departments of national defense and economy. Among the titanium-bearing
您可能关注的文档
- 物理光学模型中特征值问题的分析 计算及优化-analysis, calculation and optimization of eigenvalue problems in physical optical models.docx
- 小街区密路网住区模式分析——以天津为例-analysis on residential pattern of dense road network in small street area - taking tianjin as an example.docx
- 微小互连高度下焊点界面反应及力学性能分析-analysis of interfacial reaction and mechanical properties of solder joints at micro interconnection height.docx
- 微光学器件的气动膜片式微滴喷射制造技术分析-analysis of pneumatic diaphragm micro-drop ejection manufacturing technology for micro-optical devices.docx
- 相转化法溶胶-凝胶法制备pansio2杂化膜的研究-study on preparation of pans io 2 hybrid membrane by phase inversion sol-gel method.docx
- 食管鳞癌mtdna编码区nd5 f340y突 变的检测与分析-detection and analysis of sudden changes in mtdna coding region nd5f34y of esophageal squamous cell carcinoma.docx
- 维生素b1 b2 pp对急性低氧暴露小鼠营养代谢的改善作用及其机制分析-effect of vitamin b1b2 pp on nutritional metabolism in mice exposed to acute hypoxia and its mechanism analysis.docx
- 天然原料合成al,4sic,4的机理与性能研究-study on the mechanism and properties of al, 4 sic, 4 synthesized from natural materials.docx
- 微网建模与储能装置辅助运行控制策略分析-microgrid modeling and analysis of auxiliary operation control strategy of energy storage device.docx
- 稀土b成核剂plmevapp复合材料的研究-study on plmewvapp composite with rare earth b nucleating agent.docx
文档评论(0)