高钛渣氧化焙烧热力学分析

通过高钛渣高温氧化焙烧试验,研究焙烧前后物相结构转变与化学组成变化,并对高温氧化焙烧过程中高钛渣各组分的化学行为进行热力学讨论。结果表明:在1 000℃条件下氧化焙烧,黑钛石相与锐钛矿大部分发生晶型结构变化,转变为金红石型TiO2。探索高钛渣氧化焙烧的热力学规律,为火法处理高钛渣提供理论依据,对于改造传统处理高钛渣工艺具有重要的意义。     

攀枝花钛渣氧化焙烧试验研究

采用XRD、扫描电镜等检测方法对攀枝花钛渣进行深度分析,得出钛渣主要由铁黑钛石相和硅酸盐相组成。通过差热热重试验确定了氧化焙烧参数,完成了不同温度焙烧试验研究,并对氧化后钛渣进行了Raman、XRD、SEM分析。研究表明氧化焙烧过程中,攀枝花钛渣主要含钛物相依次发生低价钛氧化物-锐钛型TiO_2-金红石转化,铁黑钛石相转化成金红石和板钛矿相,随着温度升高,氧化速度加快。在强氧化过程中,黑钛石固溶体产生了大量的细小孔洞和微裂纹,在850～1 100℃区间内,氧化温度越高,形成的表面微裂纹及内部小孔洞越多,黑钛石固溶体晶格的破坏程度就越大。     

预氧化电炉钛渣的还原试验

以云南地区生产的预氧化渣为原料,采用深度还原-高压酸浸的新方法,制备高品位富钛料,探讨气氛、时间、温度、冷却体系对还原结果的影响。试验结果表明,在通入空气流量700 L/h、温度1 000℃、还原时间2.5 h、降温冷却速度5℃/h条件下,进行预氧化渣的还原,则铁氧化物的还原率较高,渣物相局部结构破坏,杂质浸出率明显提高,能够制备满足氯化法钛白生产的富钛料。     

攀枝花钛铁矿密闭电炉冶炼钛渣

250千伏安密闭电炉冶炼钛渣半工业试验,采用连续向炉中加入粉状炉料(钛铁矿与适量还原剂的混合料)的开弧冶炼方法,消除了埋弧冶炼法存在的塌料喷渣和炉料结壳等弊病,实现了连续冶炼,取得了良好的技术经济指标,显示了密闭电炉冶炼钛渣的一系列优点。     

攀枝花钛精矿预还原—密闭电炉冶炼钛渣半工业试验通过鉴定

攀枝花钛精矿预还原——密闭电炉冶炼酸溶性钛渣工艺研究,在攀枝花钢铁研究院和贵阳铝镁设计研究院共同合作下,于1983年12月在250KAV电炉上完成了全流程半工业性试验,主要技术经济指标达到预期的效果。1984年5月初由冶金部和中国有色金属工业总公司主持通过了鉴定。     

攀枝花钛渣和钛精矿在氧化还原改性-酸浸工艺中对比研究

制备高品质沸腾氯化富钛料是钛白生产中的重要环节。采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对攀枝花钛渣和钛精矿在氧化还原改性-盐酸法制备富钛料工艺进行了系统的对比研究。结果表明,钛铁矿和钛渣均保持致密结构,且都含有少量酸溶性差的硅酸盐相,但是两者的主要物相分别为酸溶性好的M2O3型固溶体(主要为Fe Ti O3)和酸溶性差的黑钛石M3O5型固溶体(包括Ti3O5,Mg2Ti O5和Fe Ti2O5等)。钛精矿经过改性后会变为多孔的Fe Ti O3,浸出反应活性非常高,常压浸出即可得到合格的沸腾氯化富钛料。而钛渣在现有的氧化还原-常压盐酸浸出工艺中的反应活性要比钛铁矿差很多,改性后钛渣仍有一定含量的难溶M3O5固溶体,且矿相致密结构未被完全破坏,常压浸出处理不能有效除杂,需要加压浸出才能得到高品位富钛料。另外,钛渣硅酸盐杂质相在整个改性和盐酸浸出过程中的变化不大。     

攀枝花钛渣流态化氧化改性试验研究

通过差热—热重试验及流态化理论计算确定了流态化氧化参数,完成了不同温度焙烧试验研究,并对流态化氧化改性后钛渣进行了Raman、XRD、SEM分析。研究表明,攀枝花钛渣粒度分布较均匀,适合采用流态化技术进行焙烧处理;流态化焙烧过程中,攀枝花钛渣主要含钛物相依次发生低价钛氧化物—锐钛型TiO_2—金红石转变;铁黑钛石相转化成金红石和板钛矿相。随着温度升高,氧化速度加快。在强氧化过程中,黑钛石固溶体产生了大量的细小孔洞和微裂纹,在850～1 100℃,氧化温度越高,形成的表面微裂纹及内部小孔洞越多,黑钛石固溶体晶格的破坏程度就越大。     

电炉熔炼攀枝花钛铁矿生产高钛渣的研究

我国西南攀西地区钒钛磁铁矿是世界特大型矿床之一。开发出来,综合利用起来,是我国巨大的财富。 攀枝花矿山建设第一期工程已经建成。但因该钛铁矿含钙镁氧化物高,提取金属钛和制取钛白的技术尚未完全过关,致使每年开采出来大量的钒钛磁铁矿,只选铁,而把含有钛铁矿的尾矿排入金沙江,既严重浪费了资源,也污染了江河。因此,加速研究攀     

攀枝花钛精矿真空碳热还原热力学模拟研究

在不同温度、体系压力和配碳量条件下,采用Fact Sage软件研究攀枝花钛精矿的真空碳热还原过程。结果表明:当温度为1 550℃,配碳量为12%时,随着压力的降低,挥发进入气相的各成分的总质量增加且渣相中的杂质含量降低,有利于提高还原反应进行的程度,获得高品质钛渣产物;当压力为100 Pa,温度为1 550℃时,随着配碳量的增加,有利于提高反应的还原效果;当压力为100 Pa,配碳量不变的条件下,温度高于1 300℃时,气相中开始出现Mg、Si O、Mn蒸气。当温度升高到1 700℃时,气相和渣相中各成分的含量趋于一个定值,渣中主要氧化物为Ti O2和Ti2O3,此时钛渣品位高达88%。     

攀枝花钛精矿予还原冶炼高钛渣工艺流程的研究

回转窑用褐煤还原攀枝花钛精矿球团工艺可行,在窑容利用系数、金属回收率、综合脱硫能力以及连续运转周期等方面均达到了较好的水平。予还原球团在电炉熔炼高钛渣过程中,炉况稳定、炉料自沉、电耗降低。半钢不经脱硫可以直接冶炼出合格的低合金钢。     

电炉熔炼攀枝花钛铁矿制取酸溶性钛渣的研究

钛渣的酸溶性决定于它的物相结构,具有理想黑钛石固溶体结构的钛渣是理想的酸溶性钛渣,由此导出了钛渣的酸溶性与其化学组成之间的定量关系。在1800千伏安电炉中熔炼攀枝花钛铁矿（含TiO_2 45.7％）制取的钛渣（含∑TiO_2 78.2％）具有良好的酸溶性。熔炼这种酸溶性钛渣与熔炼氯化法钛渣（含∑TiO_2 82％左右）比较,电耗显著降低,产能大幅度提高。综合国内外有关研究,分析了CaO和MgO在熔炼过程中的行为。CaO是熔炼钛渣的良好助熔剂,但MgO仅在熔炼还原度较小的钛渣时才具有助熔作用。酸溶性钛渣中Ti_2O_3:TiO_2<0.3,这种钛渣具有较低的熔点、粘度和导电率,从而降低了熔炼电耗,提高了炉产能。在熔炼还原度较大的钛渣（Ti_2O_3:TiO_2>0.3）时,MgO加剧钛渣的稠化,对熔炼过程产生不良影响。因此,含高MgO的攀枝花钛铁矿较适于用来制取酸溶性钛渣。     

电铝热还原电炉钛渣制备Ti-Al-xFe-ySi合金

利用攀枝花产的电炉钛渣铝热还原一步合成Ti-Al-xFe-ySi多元合金,探索CaO对渣金分离、合金收率及钛收率的影响。当CaO/Al=1.1时,制备的熔渣主要生成了低熔点Al_2O_3·CaO和7Al_2O_3·12CaO相,渣金分离效果最好。合金收率达到62%,Ti收率达到92%,合金中氧含量仅为1.32%。制备的合金主要物相为TiAl_3、TiAl相,而渣中还原出来的Fe替代了TiAl3中的部分Ti形成了Al_3Ti_(0.75)Fe_(0.25)物相,而Si主要与合金中的Ti结合生成了Ti5Si3相,合金中还含有少量的碳与TiAl和TiSi相形成了Ti_3SiC_2和Ti_2AlC新相。     

攀枝花铁精矿球团深还原钛渣理化性能的研究

对球团深还原过程钛渣样进行了熔点、粘度、电导率测试及物相鉴定,将测定结果进行了处理分析,同时对TiO,Ti_2O_3在影响钛渣理化性的机理方面作了初步探讨。     

攀枝花钛精矿粉矿直接入密闭电炉冶炼钛渣工艺的研究

攀枝花钛精矿粉矿直接入炉冶炼钛渣进行了半工业试验,试验在250kVA密闭电炉中进行。研究了加料速度,工作电压,电极直径等对冶炼过程的影响,并获得最佳操作参数。试验采用连续加料,连续冶炼,渣,铁分开出。 试验解决了钛渣冶炼过程炉况不稳定的问题,并控制了翻渣和结壳,做到不捣炉。所产钛渣符合硫酸法制钛白的要求,副产半钢可直接进行炉外脱硫,生产灰口铸铁。     

钛渣电炉煤气在钛精矿预还原中应用的探讨

介绍了一种高效使用钛渣电炉煤气的方法,为今后钛渣工艺的整体布局提供数据支撑。采用热力学计算方式,得到钛渣电炉产生煤气量与球团金属化率的关系,同时根据实际生产钛精矿预还原球团所需热量的需求,得到钛渣电炉生成煤气热量与实际生产钛精矿预还原球团所需热量之间的关系。结果表明,不同金属化率钛精矿预还原球团用来冶炼钛渣,球团的金属化率无论在什么水平,其生成电炉煤气热量都低于实际球团生产所需热量。若将回收电炉煤气用来生产钛精矿预还原球团需额外增加热源,并且随着球团金属化率升高,补加热量增多。     

高炉内硅钛还原与氧化的热力学讨论

根据高炉解剖数据以及热力学计算,证实铁中硅钛在高炉内的变化规津可分为两大区域,即从风口平面到矿石软融开始为硅钛进入生铁的还原区,在风口平面以下为铁中硅钛进入渣相的氧化区。对铁中硅钛起氧化作用的主要成分是FeO,TiO_2;其次,铁中钛因过饱阳以Ti(C,N)形式析出也是引起钛含量降低不可忽略的因素。当渣铁在炉缸内滞留时间延长,由于Ti(C,N)的析出,将出现[％Si]>[％Ti],并引起炉渣变稠。     

电炉氧化渣量计算刍议

讨论了电炉氧化渣量的计算，针对国内正在兴建的短流程电炉生产线，在设计电炉氧化渣量时，应充分考虑今后废钢，石灰等原，辅材料的供应情况，在设计时宜留有余地。     

密闭电炉钛渣冶炼尾气综合利用分析

介绍了密闭式钛渣电炉冶炼产生曜气的性质，提出了尾气用于发电、烘干、作为化工原料等方案。从尾气净化要求、尾气利用效率、技术成熟程度、投资情况等方面对各方案进行了优劣分析。结果表明：电炉熔炼钛渣将有25％的CO气体产生；内燃机发电是电炉炼钛渣尾气利用项目较为可行的方案。