富鈦物料選擇性碳化——低溫氯化過程的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、攀鋼釩鈦磁鐵礦高爐冶煉每年產(chǎn)生約300多萬噸含TiO2約25%左右的高爐渣,是寶貴的二次鈦資源。爐渣中鈦以多種礦物形式彌散分布,礦物顆粒細?。ǎ?0μm),相間連生關系復雜,直接采用選礦技術從渣中分離鈦組分難于奏效。采用選擇性析出與分離技術,可使渣中鈦組分主要以較粗大的鈣鈦礦相形式富集,再經(jīng)選礦分離,可得到含TiO2為32%-38%的富鈦物料。本文針對含高鈣鎂富鈦物料的鈦組分進一步分離開展研究,選擇高溫碳化-低溫氯化的技術路線,主要解決

2、高鈣鎂物料氯化困難、物料粘結(jié),以及氯化率低的問題。
  在實驗研究之前,首先對富鈦物料的碳熱還原反應和碳化渣氯化進行了熱力學分析,主要就TiO2的間接還原、直接碳化還原歷程進行了熱力學分析,以及渣中雜質(zhì)的還原、碳化渣氯化等進行了熱力學分析。得到的結(jié)論是:如果溫度選擇的合適,且在配碳量足夠的情況下,富鈦物料經(jīng)選擇性碳化后鈦能夠以碳化鈦形式存在于渣中;渣中雜質(zhì)不會被碳化。在氯化過程中,碳化渣在較低溫度下便可氯化,未被碳化的雜質(zhì)中MgO

3、、CaO較容易氯化粘結(jié),阻礙氯化反應的進行。在固定床進行氯化試驗時,氯化順序為TiC>CaO>MgO。
  對富鈦物料的碳化過程進行了研究,通過對渣使用X射線衍射、金相顯微鏡和掃描電鏡得出結(jié)論:1200℃-1400℃能夠生成碳化鈦和氮化鈦或碳氮化鈦,鈣、鎂氧化物不參與碳化,最佳工藝條件為:碳過量10%,碳化溫度1350℃,保溫時間為3h。
  同時對改性含鈦高爐渣氯化粘結(jié)機理進行了研究。渣中鈣、鎂的氧化物未碳化,仍以氧化物形

4、式存在,在氯化過程中易被氯化,所形成的氯化鈣、氯化鎂在617℃時便形成低熔點共晶物,會使氯化渣粘結(jié),阻礙氯化反應的進行。本實驗采用從反應器底部通入氯氣,使氯氣與物料發(fā)生反應(一般氯化溫度在400℃-600℃),僅使鈦以四氯化鈦氣體的形式得到富集。氯化階段最佳工藝參數(shù):溫度470℃、物料粒度200目、氯氣流速88ml/min、反應時間40min,氯化率可達90%以上。
  對低溫氯化反應進行了動力學的研究,得出結(jié)論:在400℃-50

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