釩鈦鐵精礦是釩鈦磁鐵礦的重要選礦產(chǎn)品,傳統(tǒng)的高爐冶煉工藝無法有效利用其中的鈦資源,近年來發(fā)展起來的非高爐冶煉工藝成為解決此問題的有效工藝,實現(xiàn)了鐵、釩、鈦資源的綜合回收利用。由于釩鈦鐵精礦礦物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,非高爐冶煉工藝還存在能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,特別是金屬化球團電爐還原熔分工序順行困難等問題。本文針對釩鈦鐵精礦金屬化球團電爐熔分工藝面臨的主要問題,在保證渣鐵良好分離的前提下,控制釩、鉻在渣鐵間定向進入鐵水,以得到較高品位的熔分鈦渣和含釩鉻鐵水。在分析金屬化球團還原熔分工藝理論的基礎(chǔ)上,針對該工藝過程關(guān)鍵技術(shù)進行研究,得出優(yōu)化工藝參數(shù)和元素在渣鐵間走向的控制依據(jù)。首先以金屬化球團的碳含量和金屬化率為控制指標,對釩鈦鐵精礦進行碳熱還原熱力學(xué)分析和實驗研究。研究表明：改變碳氧比、還原溫度、還原時間和MgO的添加量等工藝參數(shù)均可實現(xiàn)對金屬化球團金屬化率和碳含量的控制;在還原溫度小于1225℃時,添加MgO可以促進釩鈦鐵精礦的還原過程；在1150-C,MgO添加量為6%時,球團金屬化率較不添加MgO的球團提高約10%。采用聚集電子相一瓦格納模型對含鈦渣系(Ti02≈-50%)與碳飽和鐵水間元素分...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 釩鈦磁鐵礦開發(fā)利用現(xiàn)狀
        2.1.1 國內(nèi)外釩鈦磁鐵礦資源概況
        2.1.2 國內(nèi)外釩鈦磁鐵礦處理工藝
    2.2 釩鈦鐵精礦直接還原技術(shù)的研究進展
        2.2.1 釩鈦磁鐵礦工藝礦物學(xué)
        2.2.2 釩鈦鐵精礦直接還原機制
        2.2.3 釩鈦鐵精礦的強化還原
        2.2.4 釩鈦鐵精礦直接還原動力學(xué)
    2.3 釩鈦鐵精礦金屬化球團熔分研究綜述
        2.3.1 釩鈦鐵精礦礦金屬化球團的物化性質(zhì)
        2.3.2 釩鈦礦金屬化球團熔分工藝的控制
        2.3.3 熔分鈦渣的酸溶性
        2.3.4 熔分過程中爐襯侵蝕問題
    2.4 研究背景、目的、內(nèi)容
        2.4.1 研究背景
        2.4.2 研究目的、內(nèi)容
        2.4.3 創(chuàng)新點
3 釩鈦鐵精礦金屬化球團制備實驗研究
    3.1 實驗原料與實驗方法
        3.1.1 實驗原料
        3.1.2 研究方法
    3.2 釩鈦鐵精礦的工藝礦物學(xué)
        3.2.1 礦物結(jié)構(gòu)
        3.2.2 晶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征及組分分布
    3.3 釩鈦鐵精礦碳熱還原過程熱力學(xué)分析
        3.3.1 釩鈦鐵精礦中氧化物的標準生成自由能與溫度的關(guān)系
        3.3.2 釩鈦鐵精礦中氧化物碳熱還原過程的熱力學(xué)計算
    3.4 釩鈦鐵精礦含碳球團碳熱還原實驗結(jié)果與分析
        3.4.1 碳氧比的影響
        3.4.2 還原溫度的影響
        3.4.3 還原時間的影響
        3.4.4 MgO添加量的影響
    3.5 碳熱還原過程的物相轉(zhuǎn)變
    3.6 金屬化球團的微觀結(jié)構(gòu)
    3.7 本章小結(jié)
4 釩鈦鐵精礦金屬化球團還原熔分熱力學(xué)
    4.1 金屬化球團中氧化物的還原反應(yīng)熱力學(xué)分析
        4.1.1 氧化物在還原熔分過程中的反應(yīng)順序
        4.1.2 主要元素在渣鐵間的分配常數(shù)及其影響因素
    4.2 基于瓦格納模型的鐵液中元素活度系數(shù)和鈦的溶解度
        4.2.1 碳飽和鐵液中元素活度系數(shù)計算
        4.2.2 鈦在碳飽和鐵水中的溶解度
    4.3 基于聚集電子相的爐渣元素活度計算模型
    4.4 基于聚集電子相的爐渣元素平衡分配常數(shù)
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 溫度的影響
        4.5.2 堿度的影響
        4.5.3 渣中FeO含量的影響
        4.5.4 渣中MgO含量的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 釩鈦鐵精礦金屬化球團熔化性及熔分鈦渣粘度研究
    5.1 金屬化球團的熔化分離過程分析
        5.1.1 金屬化球團的還原熔分機制
        5.1.2 金屬化球團的熔化過程
        5.1.3 金屬化球團渣鐵分離過程
    5.2 熔分鈦渣的粘度、熔化溫度的模擬計算
        5.2.1 計算方法
        5.2.2 計算結(jié)果與分析
    5.3 熔分鈦渣熔化溫度、粘度測試
        5.3.1 測試方法
        5.3.2 測試結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
6 釩鈦鐵精礦金屬化球團還原熔分實驗研究
    6.1 實驗原料與研究方法
        6.1.1 實驗原料
        6.1.2 研究方法
        6.1.3 評價指標
    6.2 實驗方案
    6.3 實驗結(jié)果分析與討論
        6.3.1 熔分溫度的影響
        6.3.2 熔分時間的影響
        6.3.3 金屬化球團碳含量的影響
        6.3.4 金屬化球團堿度的影響
        6.3.5 金屬化球團中MgO含量的影響
        6.3.6 熔分鈦渣中FeO含量與釩、鉻分配比的關(guān)系
    6.4 還原熔分過程中的脫硫
        6.4.1 熔分鈦渣的光學(xué)堿度及硫容量計算
        6.4.2 氧化鈣、氧化鎂對含釩鐵水的脫硫效果
        6.4.3 關(guān)于熔分鈦渣中TiO₂屬性的討論
    6.5 熔分鈦渣中FeO與碳飽和鐵水間的還原動力學(xué)
        6.5.1 研究方法
        6.5.2 實驗結(jié)果
        6.5.3 反應(yīng)機理分析與討論
    6.6 本章小結(jié)
7 熔分鈦渣的酸溶性與釩鉻渣分離釩、鉻實驗研究
    7.1 熔分鈦渣酸解實驗研究
        7.1.1 熔分鈦渣的特點
        7.1.2 酸解實驗過程及結(jié)果
    7.2 釩鉻渣分離釩、鉻實驗研究
        7.2.1 釩鉻渣的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)特點
        7.2.2 釩鉻渣氧化鈉化焙燒過程的熱力學(xué)分析
        7.2.3 實驗方法
        7.2.4 結(jié)果及分析
    7.3 本章小結(jié)
8 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3773127