【摘要】：攀西地區(qū)有豐富的鈦資源,該地區(qū)的鈦資源儲量(以TiO_2計)占全國總儲量的93%以上,占世界儲量的35%。攀枝花鈦精礦是原礦經(jīng)過一次選礦得到的釩鈦鐵精礦和尾礦,釩鈦鐵精礦進(jìn)入高爐冶煉,而尾礦進(jìn)行二次選礦得到TiO_2品位為47%左右的鈦精礦。對于有氣相產(chǎn)物的熱還原過程,降低體系的壓力,相應(yīng)降低生成氣態(tài)物質(zhì)的蒸汽壓,將有利于還原過程。因此,真空碳熱還原過程能降低反應(yīng)的熱力學(xué)溫度,同時降低相關(guān)物質(zhì)進(jìn)入氣相的揮發(fā)溫度。基于此,在真空條件下研究配碳量、溫度和保溫時間對攀枝花鈦精礦真空碳熱還原的影響。為了探索真空條件下碳還原鈦精礦的機(jī)理,通過FactSage熱力學(xué)軟件對鈦精礦碳熱還原過程進(jìn)行理論計算。理論計算結(jié)果表明:在配碳量12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),壓力100Pa,溫度高于1300℃時,開始大量生成Mg,SiO和Mn等氣相。氣相的揮發(fā)度、金屬化率隨著反應(yīng)溫度和配碳量的增加而增加。當(dāng)壓強低于0.1Pa時氣相揮發(fā)度高達(dá)99%。鈦品位與壓強、配碳量和溫度無明顯線性關(guān)系,當(dāng)壓強為1Pa,配碳量為12%,溫度為1500℃時,鈦渣品位達(dá)到94%以上。本實驗以攀枝花鈦精礦為原料,以碳為還原劑,研究還原溫度、配碳量、保溫時間等因素對其真空條件下(0.05Pa)還原過程的影響。應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、SEM-EDS和化學(xué)成分分析等方法,研究不同實驗因素條件下試樣的失重率、金屬化率以及微觀形貌等。研究結(jié)果表明:還原后試樣礦的失重率和金屬化率隨著溫度、配碳量和保溫時間的增加而增加。在1400℃,配碳量14%,保溫90min時失重率達(dá)到最大值31.68%;在1400℃,配碳量12%,保溫60min時金屬化率達(dá)到最大值97.68%。溫度對還原過程影響顯著,增加溫度有利于還原產(chǎn)物的聚集長大并向外擴(kuò)散,鈦的物相更容易由Ti_3O_5向Ti_2O_3轉(zhuǎn)化。配碳量在12%~14%區(qū)間變化時,失重率增加明顯,增幅最大為4.37%。配碳量的增加有利于渣中鈦的高價氧化物向低價轉(zhuǎn)化。在1300℃,保溫30min時,金屬化率增加29.63%;保溫90min時,金屬化率增加12.48%,增加速率變緩。壓強為0.05Pa,溫度為1550℃時,還原產(chǎn)物有大量氣相揮發(fā),揮發(fā)物的主要成分是Fe與Si。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF13

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