高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化焙燒-氣基直接還原過程機理實驗研究.pdf

1、釩、鈦、鉻是世界公認的重要戰(zhàn)略資源，是國民經(jīng)濟發(fā)展和國家安全的重要物質(zhì)保障，廣泛應(yīng)用于冶金化工、航空航天、國防軍事等領(lǐng)域。我國攀西紅格地區(qū)高鉻型釩鈦磁鐵礦除富含鐵外，含有釩、鈦、鉻等珍貴元素，但由于其礦物組成相比于普通釩鈦磁鐵礦更為復雜，原料特性更為特殊，使得該礦在傳統(tǒng)高爐冶煉中鐵與釩、鈦、鉻的綜合利用率低下，造成了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染。
　　基于高鉻型釩鈦磁鐵礦的研究利用現(xiàn)狀，本研究首先從高鉻型釩鈦磁鐵礦基礎(chǔ)特性入手，研究了

2、焙燒溫度和焙燒時間對高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化過程的影響，確定了合理的高鉻型釩鈦磁鐵球團焙燒工藝參數(shù)。通過氣基豎爐還原實驗，考察了還原溫度和氣氛條件對高鉻型釩鈦磁鐵礦球團還原過程的影響，并分析了球團的還原相變歷程和氣基豎爐還原動力學。通過熔分實驗，考察了熔分后產(chǎn)物高鈦渣和含釩鉻生鐵的品質(zhì)。得出以下結(jié)論:
　　(1)高鉻型釩鈦磁鐵礦主要由磁鐵礦、鉻鐵礦、釩磁鐵礦、鈦磁鐵礦等組成，其粒度粗，＜0.074mm的僅占29.98％;
　　(

3、2)提高焙燒溫度和延長焙燒時間，均可提高高鉻型釩鈦磁鐵礦球團的抗壓強度。合理的焙燒溫度為1300℃，焙燒時間為20min;
　　(3)高鉻型釩鈦磁鐵礦球團氧化過程中物相變化為:
　　Fe3O4→Fe2O3;
　　Fe2.75Ti0.25O4→Fe9TiO15+FeTiO3→Fe9TiO15+Fe2Ti3O9;
　　FeV2O4→(Cr0.15V0.85)2O3; FeCr2O4→Cr1.3Fe0.7O3+(Cr0

4、.15V0.85)2O3;
　　(4)隨著還原溫度提高和還原氣氛中H2含量增多，高鉻型釩鈦磁鐵礦球團的還原度不斷增大。在1100℃、H2∶CO=5∶2條件下還原30 min，還原度能達到95％。還原在初期階段由界面化學反應(yīng)和內(nèi)擴散混合控制，界面化學反應(yīng)占主導地位;隨著還原的進行，內(nèi)擴散成為限制性環(huán)節(jié)，并逐漸占據(jù)主導地位;
　　(5)高鉻型釩鈦磁鐵礦氣基還原歷程為:
　　Fe2O3→Fe3O4→ FeO→Fe;
　

5、　Fe9TiO15+Fe2Ti3O9→ Fe2.75Ti0.25O4→ FeTiO3→TiO2;
　　(Cr0.15V0.85)2O3→FeV2O4; Cr13Fe0.7O3→FeCr2O4;
　　(6)對還原產(chǎn)物進行電爐熔分，得到高鈦渣和含釩鉻生鐵，高鈦渣中TiO2品位為39.36％，收得率為89.69％。生鐵中TFe含量為92.34％，收得率為93.53％;V收得率為85.68％;鉻收得率為89.50％。對于熔分過程及條