釩鈦磁鐵礦是一種多種有價(jià)金屬?gòu)?fù)合共生,多礦相交錯(cuò)共存,綜合利用價(jià)值高,利用潛力大的復(fù)雜礦種,其中的鐵、釩、鈦儲(chǔ)量豐富,是重要的戰(zhàn)略資源�，F(xiàn)行釩鈦磁鐵礦冶煉工藝中普遍存在工藝流程長(zhǎng)短、經(jīng)濟(jì)效益高低、環(huán)境負(fù)荷大小與資源利用率高低的矛盾問(wèn)題。為了有效利用南非某礦區(qū)釩鈦磁鐵礦中的有價(jià)金屬,特別是其中儲(chǔ)量豐富的釩元素,采用鈉化-還原-熔分耦合工藝將釩鈦磁鐵礦鐵的還原、釩的氧化鈉化以及體系的熔分在一個(gè)步驟中完成,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了熔渣中釩向水溶性釩酸鹽的轉(zhuǎn)化,后續(xù)工藝中通過(guò)水浸提釩,就能夠?qū)崿F(xiàn)釩與鈦的有效分離。為此本論文進(jìn)行了釩鈦磁鐵礦鈉化-還原-熔分耦合過(guò)程的熱力學(xué)可行性分析,并依此為基礎(chǔ)進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)并通過(guò)響應(yīng)曲面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn),探究耦合過(guò)程中配煤量、配堿量、還原熔分溫度以及時(shí)間的作用規(guī)律,通過(guò)系統(tǒng)研究主要取得了以下成果:（1）熱力學(xué)分析表明,釩氧化物與Na₂CO₃氧化鈉化生成易溶于水的釩酸鹽的反應(yīng)以及鐵氧化物還原生成金屬鐵的反應(yīng)在一定冶煉溫度下能夠自發(fā)進(jìn)行。V3+化合物被氧化為V⁵⁺化合物后能夠被固體碳還原,因此在冶煉過(guò)程中,配煤量、溫度以... 

【文章來(lái)源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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南非釩鈦磁鐵礦巖相分析照片

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文26圖3.2南非釩鈦磁鐵礦巖相分析照片圖3.3所示為TiO2-Al2O3–MgO–CaO-SiO2五元渣系相圖，根據(jù)南非原礦粉中各組分含量，其位于相圖中▲號(hào)標(biāo)記處，此時(shí)的渣相組成主要為TiO2、Al2TiO5、Al2O3以及MgTiO3等，F(xiàn)actsage計(jì)算礦物熔化溫度為1595.16℃以上。圖3.3TiO2-Al2O3–MgO–CaO-SiO2五元渣系相圖（2）還原劑無(wú)煙煤為直接還原工藝中常用的還原劑，其組分分析如表3.2所示。無(wú)煙煤固定碳和灰分分別為79.57%和9.78%。還原劑中的灰分與原礦物中的脈石氧化物是渣鐵熔分所得熔渣產(chǎn)品的主要成分，對(duì)熔渣性質(zhì)有重要影響。同時(shí)，冶煉過(guò)程中的還原環(huán)境主要依賴于還原煤中的固定碳，其含量的高低對(duì)礦物冶煉有重要影響。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文283.1.4實(shí)驗(yàn)方法（1）熔分樣品的制備實(shí)驗(yàn)將釩鈦磁鐵礦原礦石烘干6個(gè)小時(shí)后，通過(guò)震蕩破碎機(jī)破碎3分鐘，得到釩鈦磁鐵礦原礦粉。在100g釩鈦磁鐵礦礦粉中按比例配加無(wú)煙煤作為還原劑，Na2CO3（分析純）作為鈉化劑，簡(jiǎn)單混勻后噴灑一定量的去離子水進(jìn)行二次混勻，然后將得到的混勻料轉(zhuǎn)入石墨坩堝（Ф60×90）中。將石墨坩堝放置于升至指定溫度的箱式爐中，反應(yīng)指定時(shí)間后，將熔融液體傾倒于模具中，可得到鐵塊與熔渣，對(duì)鐵塊以及熔渣稱重，并制樣進(jìn)行檢測(cè)。模具尺寸如圖3.4所示。圖3.4傾鑄模具（單位：mm）（2）熔渣的水浸實(shí)驗(yàn)將焙燒后得到的熔渣在震蕩破碎機(jī)中破碎3min后，取5g置于離心管中，并按照5：1液固比配加去離子水。將離心管置于溫度恒定在90℃的油浴鍋中，期間利用磁力攪拌器以300r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌2h，然后通過(guò)真空抽濾器抽濾，烘干后得到質(zhì)量為‘的浸出渣，將浸出渣制樣并檢測(cè)其釩含量，記為‘。釩元素的浸出率計(jì)算公式：μ=(1‘ב×5)×100%（3-1）式中：-i號(hào)熔渣的釩元素的浸出率，%；Ri-i號(hào)熔渣中釩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；‘-i號(hào)熔渣浸出后釩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]堿熔鹽體系中釩鈦磁鐵礦還原過(guò)程物相轉(zhuǎn)變規(guī)律[D]. 史麗羽.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所) 2018
[2]遼西釩鈦磁鐵礦工藝礦物學(xué)及選礦預(yù)富集工藝研究[D]. 許承寶.武漢科技大學(xué) 2018
[3]釩鈦磁鐵礦精礦直接還原技術(shù)的研究[D]. 楊勇霞.東北大學(xué) 2014
[4]釩鈦磁鐵礦固態(tài)還原法鐵與釩鈦分離研究[D]. 李朋.東北大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3099112