含钛高炉渣渣钛分离研究

对某钢厂高钛型高炉渣进行了渣钛分离研究,确定了以NaOH作为分离剂制取偏钛酸晶体粉末的工艺路线,实现了合钛高炉渣资源的有效利用.含钛高炉渣中的钛、硅、铝氧化物在高温下与NaOH发生发应,生成相应的含氧酸钠盐,经过水浸和酸洗即可得到偏钛酸结晶.实验表明,温度对分离效果的影响显著,当渣与分离剂之比为50∶33、焙烧温度达1 350℃时,效果最佳,生成的偏钛酸量最大.     

真空碳热还原-酸浸含钛高炉渣制备TiC

中国超过50％钛资源在高炉冶炼过程中进入炉渣,渣中TiO2的质量分数高达20％～30％,是一种高附加值二次资源,但在对该资源综合利用过程中,始终未能解决经济提取、硅钛难分,二次污染严重等问题.在热力学理论指导下进行真空碳热还原-酸浸联合工艺处理含钛高炉渣制备TiC研究.研究表明,碳热还原温度越高或相同温度下真空度越高越有利于炉渣中各成分还原;随着真空度增加碳热还原温度要求降低;当温度达到1 573K,真空度为1 Pa,可将SiO2还原得到具有高蒸气压的SiO、MgO被还原为Mg蒸气而离开体系,可实现渣中硅镁与钛彻底分离;真空碳热还原含钛高炉渣制备TiC的最佳条件:还原温度1673 K,炉渣粒度75μm占80％,渣碳质量比100∶38.     

盐酸法浸出水淬含钛高炉渣制备高纯金红石型二氧化钛

采用盐酸法浸取水淬含钛高炉渣,固液分离后可得到富含钛、铝等有价元素的浸取液,再通过水解、沉淀等方式可制得高纯度金红石型二氧化钛、氧化铝等产品。系统研究了酸浓度、液固比、反应温度及反应时间等工艺条件对含钛高炉渣中不同元素浸出率的影响,确定了浸出反应的优化工艺条件。当反应温度为90℃,盐酸浓度为33%,液固比为15∶1(mL∶g),反应时间为30 min时,钛的浸出率可达到75.3%。130℃条件下对浸出液进行水解、干燥,即可得到纯度为97.7%的金红石型二氧化钛。该方法可直接从水淬含钛高炉渣中回收钛元素并制得高纯度二氧化钛产品,流程短,能耗低,可为含钛高炉渣的资源化利用提供支持。     

含钛高炉渣碳化及超重力分离碳化钛的研究

以热力学计算为依据,研究在焦炭还原攀钢含钛高炉渣的过程中,反应温度和保温时间对碳化钛的生成量的影响,同时利用超重力技术来分离还原产生的碳化钛.研究结果表明:含钛高炉渣经高温碳热还原后得到有价组元碳化钛,当实验温度设定在1 600 ℃保温5 h时,还原渣中碳化钛的含量最高,熔渣中钛氧化物转化为碳化钛的转化率达到最佳.另外,还原渣经超重力分离后碳化钛被截留在碳毡上部的精矿中,脉石相则被分离到下部坩埚中,还原渣在重力系数G=300于1 320 ℃等温分离20 min后,精矿中碳化钛的含量由还原渣中的12.1 %提高到26 %,通过超重力技术可以使碳化钛含量提高一倍多.      

碳对含钛高炉渣钠化反应热力学及钠化率的影响

为高效回收含钛高炉渣中钛元素,探索含钛高炉渣综合利用的新工艺。通过热力学计算分析了含钛高炉渣钠化可行性,热力学计算结果表明,在高于碳酸钠熔点1 124 K低于1 423 K的温度范围内进行含钛高炉渣的钠化反应是可行的。采用渣碱共熔法对含钛高炉渣进行钠化试验研究,结果表明,碳可以促进含钛高炉渣的钠化,随着配碳量的增加,含钛高炉渣的钠化率增加,在含钛高炉渣粒径d0为0.075 mm、反应温度为1 423 K、反应时间为2 h的条件下,当配碳量为nC∶nNa_2CO_3=2∶1时,含钛高炉渣的钠化率达到78%并维持稳定状态。     

含钛高炉渣中铁沉降行为研究

针对承钢含钛高炉渣黏度大,渣铁分离较差,炉渣中含金属铁2%左右,给高炉渣利用带来了困难,使生铁成本升高等问题,分析了含钛高炉渣含金属铁的形成原因,研究了含钛高炉渣析铁行为,以及炉渣停留时间、温度、黏度对渣中铁沉降的影响。研究结果表明:渣样的停留时间与渣中含铁量有着复杂的关系,停留时间在20~30min时渣样铁聚合明显,在40~80 min时随着时间的延长铁聚沉量变化不大,但位置下移且粒度变大;温度与渣中含铁量有显著关系,随着炉渣温度的升高,渣样上部含铁量明显减少,温度为1 500℃时,渣样上部含铁量由2.0%减小到0.4%;炉渣的黏度与渣中铁含量关系密切,向高炉渣中添加Ca F2可降低炉渣黏度,提高渣中铁的聚沉程度,Ca F2加入量为1%时可达到较好的聚沉效果。     

含钛高炉渣在碱熔过程中Ti、Si、Al元素赋存状态的变化

以攀枝花含钛高炉渣为原料,采用氢氧化钠碱熔法分离炉渣中的有价组分,通过对碱熔过程中不同反应阶段所形成的碱熔渣及水浸渣的结构和谱学特征进行分析和表征,研究不同温度条件下原始矿物相及中间产物的化学反应过程,揭示含钛高炉渣碱熔过程中各有价组分赋存状态的变化。结果表明:在碱熔过程中,283℃时,含钛高炉渣中透辉石相结构被破坏,Si~(4+)离子形成Na_2SiO_3可溶性盐和中间产物CaMgSiO_4,随着反应的进行,CaMgSiO_4进一步与NaOH发生反应生成难溶物Na_2CaSiO_4;当碱熔温度升高到296℃时,镁铝尖晶石中Si~(4+)与NaOH反应生成可溶性盐Na_2SiO_3;当碱熔温度为320℃时,钙钛矿晶体结构开始被破坏,Ti~(4+)离子与NaOH作用生成难溶物Na_2TiO_3,经水浸后Na_2TiO_3晶形被破坏,变为无定型结构残留于水浸渣中。     

含钛炉渣碳热还原热力学计算

对含钛炉渣碳热还原过程进行了详细的热力学计算分析,结果如下:含钛炉渣碳热还原过程中Ti O_2被还原成一系列钛的低价氧化物,TiO_2转变为Ti_3O_5的开始温度为1 359 K,之后可能形成Ti_2O_3和TiC_xO_y,最终形成TiC;含钛炉渣中CaO、MgO和Al_2O_3不与C发生反应;Fe_2O_3、V_2O_5、Mn O和SiO_2可以被C还原,且还原难度依次增加;早期形成的TiC可能与TiO_2发生反应,形成Ti_3O_5等低价化合物;含钛炉渣中CaTiO_3不直接与C发生反应,CaTiO_3熔融后被C还原为TiC。热力学计算为分析含钛炉渣中各种矿物在碳热还原过程中的转变过程提供了重要依据。     

用盐酸浸出含钛高炉渣富集钛的试验研究

攀西地区钒钛磁铁矿经高炉冶炼后产生大量高钛炉渣,其中TiO2质量分数达18%~27%。研究了常压下用盐酸浸出含钛高炉渣,考察了盐酸浓度、反应温度、酸渣体积质量比及反应时间对含钛高炉渣中各组分浸出率的影响。结果表明:在反应温度90℃、浸出时间5h、盐酸浓度6mol/L、酸渣体积质量比1.1∶1条件下,Mg、Al、Fe浸出率均达65%以上,Ti浸出率低于6%,滤渣中TiO2质量分数超过40%,钛得到有效富集。     

Ti(C,N)对承钢高炉炉渣性能的影响

根据承钢高炉冶炼条件,以现场含钛高炉渣为基准,利用熔体物性测定仪研究TiC、TiN添加到终渣后对炉渣熔化性能的影响。结果表明TiC、TiN及其固溶体Ti(C,N)是影响含钛高炉渣流动性的重要因素。但是TiC、TiN对含钛炉渣的黏度和熔化性温度的影响仍存在着一定的差别。     

水淬含钛高炉渣的盐酸浸取研究

钛铁矿经过高炉炼铁以后,大量的钛进入炉渣中。为了对水淬含钛高炉渣中的Ti进行回收利用,采用盐酸法对高炉渣常压下浸取提钛。试验结果表明,浸取过程中,高炉渣中大量的Ca、Mg、Al、Ti进入到液相中;在试验考察的影响因素中,原料粒度对浸出率没有影响,而盐酸浓度、反应时间、反应温度、液固比都对浸出率有较大影响;得到其最佳浸取条件为:反应时间120 min、盐酸浓度大于30%、反应温度90℃、液固比7.5∶1以上。在该条件下,Ti的浸出率可以达到90%以上。     

含钛高炉渣中钛组分的分离提取技术探析

许多地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿质资源,钒和钛以钒钛磁铁矿的形式存在于多金属共生矿床中,而经过挑选的铁精矿进入高炉,使得钛在炼铁过程中全部进入渣相,使高炉渣堆积如山,造成环境污染、资源浪费。因此,研究高炉渣中有价组分的提取与利用十分重要,基于此,本文通过分析含钛高炉渣中钛组分的分离提取技术,希望能为含钛高炉渣中钛组分的分离提取提供参考,实现保护环境、节约资源的目的。     

碱法处理含钛高炉渣的矿相变化及工艺条件探索

采用XRF、XRD和金相显微镜分析含钛高炉渣的化学成分、物相组成和矿物形态,发现渣中含钛量高达20%,主要矿物相为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石,各物相结合紧密、分布均匀。将Na_2CO_3与含钛高炉渣进行高温混合焙烧,焙烧熟料用去离子水进行水浸处理,以实现对含钛高炉渣中Si、Al组分的提取,同时实现对Ti组分的富集,达到分离三种有价组分的目的。通过研究焙烧温度、碱渣质量比和焙烧时间对组分浸取率的影响以及焙烧过程中矿物相的变化,结果表明:在焙烧过程中镁铝尖晶石先于透辉石与助剂Na_2CO_3发生反应,而钙钛矿不与Na_2CO_3发生反应。优化的焙烧条件为:焙烧温度900℃,碱渣质量比为2∶1,焙烧反应时间180 min,此条件下SiO_2和Al_2O_3的提取率分别达到47.52%和82.97%。     

含钛炉渣中TiO_2还原动力学机理

在升温速率分别为5、10、15 K.min-1的条件下,采用综合热分析仪,对含钛高炉渣中的TiO2还原动力学进行研究,分别采用Starink法和Bosswell法计算TiO2还原反应的活化能,并探讨了氩气氛中含钛高炉渣中的TiO2的还原机理。结果表明：渣中TiO2的还原分两阶段进行,反应活化能分别为619.86~624...     

相分离法处理攀钢高炉渣新工艺基础研究

提出采用相分离法处理攀钢高炉渣新工艺。作为本研究内容的第一部分,考究了熔渣分离过程的基本规律。经热力学分析和实验测定,在高温下攀钢高炉渣与Ｎａ２ＣＯ３反应的主要产物为硅和钛的含钠复合氧化物。只要条件适当,可以实现大部分硅和钛与炉渣中其它组分相互分离。在本实验条件下,炉渣粒度和体系温度对反应影响比较显著,在满足化学计量配比前提下,配碱比对反应的影响不很明显。     

论高钛型炉渣高炉冶炼中TiO2的属性

TiO_2属两性氧化物,在高炉渣中TiO_2显酸性,正常高炉冶炼行程其酸性系数必须大于0.60,其还原规律与SiO_2性质相近,在炉内发生渣-焦,渣-铁反应,生成Ti(CN),弥散在渣中,超过一定数量,引起钛渣变稠。随着渣中TiO_2含量增加,L_s下降,熔化性温度升高。因此对攀枝花钒钛磁铁精矿熔剂性的评价,不应忽略占造渣主成份46％的TiO_2,高钛型炉渣应以CaO,MgO,SiO_2,Al_2O_3,TiO_2元成分来衡量碱度。     

基于含钛高炉渣的V-Ti-Si-Fe合金冶炼尾渣的水化性能研究

以攀钢含钛高炉渣提钛后的两种尾渣为原料,研究了以含钛高炉渣为主要原料制备钒钛硅铁合金后的尾渣的水化性能,利用XRD、SEM对尾渣水化前后的物相组成和显微结构进行了表征,并与市售商品铝酸盐水泥进行了对比。结果表明:提钛尾渣主要物相由CA,CA2和少量镁铝尖晶石、钙铝黄长石组成,水化强度稳定增长但低于同龄期商品铝酸盐水泥,其水化过程与后者相似。     

用碳热还原氮化法处理含钛高炉渣

含钛高炉渣的综合利用一直是重要的研究课题。为了使渣中的钛氧化物经还原氮化处理后转变为氮化钛,并使其颗粒长大,以便进行冶金选矿,将含钛高炉渣配加石墨粉并通氮气,在1360～1480℃的温度区间进行还原氮化处理,然后观察氮化钛的形态特征及颗粒的大小。结果表明：该工艺可使炉渣中的钛选择性地富集于氮化钛相;另外,改变工艺条件可促使氮化钛颗粒长大。     

含钛高炉渣制备钛渣的工艺研究

高钛型高炉渣中的TiO2含量达20%~23%,是宝贵的二次资源。利用TiO2对盐酸的稳定性,将炉渣中的酸溶性物质酸解后固液分离得到钛渣,并分析原料粒度、酸渣比、反应温度、反应时间对钛渣中TiO2含量的影响,得到较佳的酸解反应条件。通过XRD图谱分析可知,高炉渣中A l,Mg,Fe等元素的化合物物相均已完全酸解,产品钛渣中TiO2含量达48%以上。该工艺为综合利用高钛型高炉渣提供了一种有价值的新途径。     

高钛型高炉渣中B2O3替代CaF2的作用机理

 为了提高含钛炉渣的流动性能以及促进渣铁更有效地分离,并替代对环境污染较大的CaF2资源,运用扫描电镜、黏度仪等设备在1 340～1 475 ℃温度范围内研究了B2O3及CaF2对含钛炉渣表观黏度的影响规律。结果表明,B2O3具有和CaF2相似的作用效果,均能够降低含钛炉渣的表观黏度。当B2O3及CaF2的添加量为1%时,B2O3与CaF2的替代比为1[∶]1;随着渣中B2O3添加量从0增加到3%,钙钛矿质量分数逐渐降低,富钛深绿辉石随之增加,而Ti（C,N）质量分数几乎不变。