真空碳熱還原-酸浸聯(lián)合工藝制備碳化鈦研究.pdf

1、TiC熔點高、硬度好、化學穩(wěn)定性好，廣泛應用于切削模具、金屬陶瓷，耐熱合金和硬質(zhì)合金，我國釩鈦磁鐵礦高爐冶煉工藝使得原礦中超過50％的鈦資源進入爐渣中（TiO2含量22%-25%），常稱之為含鈦型高爐渣，是我國特有的含鈦高爐渣，是一種具有利用價值的二次鈦資源，但自上世紀70年代實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦高爐渣冶煉以來，這種有價二次資源一直未實現(xiàn)工業(yè)化利用，堆積量超過7000萬噸，且現(xiàn)在每年仍有350萬噸到400萬噸的產(chǎn)量，造成鈦資源極大浪費的同時，

2、帶來了嚴重的環(huán)保壓力，本研究提出真空碳熱還原聯(lián)合酸浸新工藝，進行含鈦高爐渣制備TiC的基礎研究，擬通過本論文的研究,獲得硅鈦分離，降低二次污染，獲得TiC的理論基礎和優(yōu)化實驗條件。為我國含鈦高爐渣高效綜合利用提供實驗研究基礎。
　　主要結論如下：
　?、贍t渣成分為五種主要氧化物組成時（CaO-SiO2-MgO-Al2O3-TiO2）：TiO2被C還原生成TiC的過程中，有著眾多的中間產(chǎn)物的生成，在常壓下1000℃以下，Ti3

3、O5,Ti2O3,TiO中間產(chǎn)物先于TiC生成。隨著溫度升高和壓力減小，TiC更容易得到。常壓和真空下，CaO和Al2O3難還原，反應溫度高；常壓下，SiO2和MgO還原難度大，但隨著真空度的增加，可實現(xiàn)SiO2到SiO，MgO到Mg的還原。
　　②爐渣成分為四種主要化合物時（CaTiO3，CaFe(SiO3)2，CaMg(SiO3)2和MgAl2O4）：還原難易程度CaTiO3

4、gAl2O4。103Pa壓力下，反應起始溫度為1200℃，還原CaTiO3可得到TiC，當壓力達到100Pa時，反應起始溫度低于900℃。CaFe(SiO3)2被C還原，生成CaO,Fe和SiO，103Pa壓力下，還原溫度低于1300℃。CaMg(SiO3)2碳熱還原也會隨著壓力的降低逐漸被還原而得到CaO，Mg,SiO。MgAl2O4被C還原生成Mg和Al相對較難。
　?、酆伕郀t渣還原產(chǎn)物優(yōu)勢區(qū)圖結果表明：可通過調(diào)節(jié)體系氧分壓