改性含鈦高爐渣高溫碳化低溫氯化的研究.pdf

1、攀鋼高爐渣中含TiO221％～25％,年排放量300多萬(wàn)噸,這些鈦是非常可觀的戰(zhàn)略資源和寶貴的財(cái)富。但由于高爐渣中鈦元素分布分散,且礦物連生現(xiàn)象比較普遍,使得鈦難以回收利用。另外,含鈦高爐渣鈣、鎂含量高,難以直接進(jìn)行氯化操作提鈦。
　　 為此,本研究選擇高溫碳化、低溫氯化工藝途徑,先將爐渣中鈦的氧化物在較高溫下還原為碳化鈦或低價(jià)鈦的氧化物,再在較低溫度下將其氯化,以TiCl4形式回收鈦。熱力學(xué)分析表明,在1600℃條件下,TiO

2、2、Ti3O5、Ti2O3碳化反應(yīng)的△G°值都為較大負(fù)值；600℃條件下,TiC、CaO、MgO的氯化反應(yīng)△G°值也都小于零,這些反應(yīng)的可行性得到了確認(rèn)。
　　 以熱力學(xué)為依據(jù),首先進(jìn)行了不同溫度下含鈦高爐渣的碳化實(shí)驗(yàn)研究,分析了反應(yīng)產(chǎn)物物相和微觀形貌。確認(rèn)在1600℃下碳化,可使TiO2及其低價(jià)氧化物轉(zhuǎn)化為碳化鈦,得到碳化渣。然后研究了碳化渣在不同工藝條件下的氯化過(guò)程、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及克服物料氯化粘結(jié)的措施。通過(guò)改善工藝參數(shù),較好

3、的解決了氯化粘結(jié)問(wèn)題,氯化操作能夠順利進(jìn)行。
　　 對(duì)含鈦高爐渣氯化粘結(jié)機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,渣中鈣、鎂的氧化物未碳化,仍以氧化物形式存在,兩者在氯化過(guò)程中易被氯化,所形成的氯化鈣、氯化鎂在617℃時(shí)便形成低熔點(diǎn)共晶物,會(huì)使氯化渣粘結(jié),阻礙氯化反應(yīng)的進(jìn)行。為了避免粘結(jié),經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明,在碳化渣中加入適量磷酸后,在500℃條件下預(yù)處理2h,將鈣、鎂等組分轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的磷酸鹽,有利于氯化反應(yīng)順暢進(jìn)行。
　　 研究結(jié)果表