【摘 要】
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钒钛磁铁矿是一种多金属元素的复合矿石,现阶段主要利用高炉法处理钒钛磁铁矿。陕西洋县地区经过多年勘察,发现丰富的钒钛磁铁矿资源,其钒钛磁铁矿属于中低钛型钒钛磁铁矿。由于钒钛磁铁矿具有比普通铁矿石高的TiO2含量的成分特点,高炉冶炼时会产生如炉渣泡沫化,炉缸沉积物等问题。因此,为解决上述问题,本文在对国内外关于含钛高炉渣泡沫化和炉缸沉积物研究进行分析了解后,基于高炉冶炼工艺,模拟洋县钒钛磁铁矿冶炼还原
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钒钛磁铁矿是一种多金属元素的复合矿石,现阶段主要利用高炉法处理钒钛磁铁矿。陕西洋县地区经过多年勘察,发现丰富的钒钛磁铁矿资源,其钒钛磁铁矿属于中低钛型钒钛磁铁矿。由于钒钛磁铁矿具有比普通铁矿石高的TiO2含量的成分特点,高炉冶炼时会产生如炉渣泡沫化,炉缸沉积物等问题。因此,为解决上述问题,本文在对国内外关于含钛高炉渣泡沫化和炉缸沉积物研究进行分析了解后,基于高炉冶炼工艺,模拟洋县钒钛磁铁矿冶炼还原,在实验室进行高温试验,针对中低钛高炉泡沫渣及炉缸沉积物进行研究,从热力学和动力学分析了泡沫渣和沉积物生成机理,得出以下结论。TiO2含量从7%增加到15%,炉渣的最大发泡高度从2.65cm增加到2.95cm,所用时间从120s增加至165s;碱度的变化对泡沫最高高度变化不大,主要是泡沫持续时间随着碱度的增加而增多;MgO含量从7%增加到13%,炉渣最大发泡高度从2.8cm降低至2.7cm,所用时间从165s降低至150s;FeO含量从10%增加到20%,炉渣的最大发泡高度从2.7cm增加至2.8cm,所用时间从180s降低至105s;温度越高,炉渣的最大发泡高度从2.7cm增加至2.85cm,所用时间从150s增加至180s。碱度从1.05增至1.25,渣中的TiC晶粒尺寸从3μm增加至5μm;TiO2含量从7%增加到15%,渣中的TiC晶粒尺寸从1μm增加至5μm;渣中MgO含量的多少不会影响TiC的生成;在氩气气氛下只生成TiC,在氮气气氛下,会同时生成TiC和Ti N,并且氮气含量越高Ti N占比越高。泡沫渣的气体来源为渣中的TiO2和FeO被焦炭和铁中的碳还原生成的CO气体,并伴随生成了TiC,Ti N固体颗粒,这些颗粒物改变了炉渣的物理性质,润湿渣焦界面,增加了炉渣粘度,促进气泡的生成,抑制气泡不易溢出,从而产生泡沫渣。TiC和Ti N生成的反应在高炉内向正向进行,在高炉强还原气氛条件下,并且焦炭及氮气较多时,TiC和Ti N是会在一定条件下同时生成的。发生均质形核在较高温度和较高a TiO2时容易发生;在石墨表面容易非均质形核生成TiC和Ti N。
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