攀西地区钒钛磁铁矿资源储量丰富,主要通过高炉冶炼对其利用。由于矿石中Ti O2含量高达10wt.%,在高炉冶炼过程中,Ti O2会被过还原成高熔点的固相颗粒。因此,在冶炼时需配加普通矿石,以避免炉渣粘稠、炉渣泡沫化、渣中带铁等一系列问题。然而,配加普通矿石不仅不利于钒的回收利用,还会增加冶炼成本,从资源的综合利用和企业的长久发展来看,配加普通矿石都不是长久之计。因此,进一步降低普通矿配比,甚至实现全钒钛磁铁矿冶炼,对资源的高效利用具有重大意义。目前,降低普通矿配比,炉渣中Ti O2含量随之增加,从而产生炉渣粘稠、泡沫渣等问题。因此,为增加钒钛磁铁矿的综合利用效率,需要解决Ti O2过还原的问题。本文结合前人的研究,采用热重-质谱联用手段,分析了纯Ti O2的还原机理,通过调整含钛高炉渣中不同组分,研究了各组分对含钛高炉渣中Ti O2过还原现象的影响规律。得到以下主要结论:热力学计算显示,不同形态Ti O2碳热还原的最终产物均为Ti CxOy,其中Ti C的占比随着配碳量的变化而改变。反应温度为1500℃时,可以生成Ti CxOy。不同形态Ti O2的还原路径也不一样。纯物质还原时中间产物没有Ti2O3,Ca Ti O3还原时中间产物为Ca2Ti2O5,炉渣还原时中间产物为Perovskite。通过调整原料粒径和升温速率,得到能够体现出含钛炉渣和Ti O2纯物质的逐级还原的实验方法和条件:原料粒径为200目,升温速率为5℃/min,最高升至1500℃并保温。对纯Ti O2进行配碳还原,得到其还原路径:Ti O2→Ti3O5→Ti2O3→Ti C,通过Srink方程,前两个阶段反应活化能分别为376 k J/mol和651k J/mol。对Ca Ti O3进行配碳还原实验,结果表明钙钛矿初始反应温度为1037℃,反应初期还原速率很慢,直到温度升至1264℃,反应显著加快。与纯Ti O2相比,钙钛矿碳热还原达到终点所需时间更短。对于高钛型含钛高炉渣,Ti O2逐级还原的产物没有Ti2O3,其还原路径为:Ti O2→Ti3O5→Ti CxOy→Ti C。反应初期,Ti O2含量的增加会导致其活度增大,还原速率随之增大。反应进入到第三阶段后,渣中Ti O2越少,反应速率反而增大。Mg O含量的增加也会促进Ti O2的还原,在第一阶段和第二阶段,渣中Mg O越多,其还原速率越大,反应进入第三阶段后,Mg O对反应速率的影响减弱。与Mg O相反,在反应初期Ca O则会抑制渣中Ti O2的还原,并促进反应后期钛的碳氧化物碳化成Ti C。