用碳热还原氮化法处理含钛高炉渣

含钛高炉渣的综合利用一直是重要的研究课题。为了使渣中的钛氧化物经还原氮化处理后转变为氮化钛,并使其颗粒长大,以便进行冶金选矿,将含钛高炉渣配加石墨粉并通氮气,在1360～1480℃的温度区间进行还原氮化处理,然后观察氮化钛的形态特征及颗粒的大小。结果表明：该工艺可使炉渣中的钛选择性地富集于氮化钛相;另外,改变工艺条件可促使氮化钛颗粒长大。     

真空碳热还原-酸浸含钛高炉渣制备TiC

中国超过50％钛资源在高炉冶炼过程中进入炉渣,渣中TiO2的质量分数高达20％～30％,是一种高附加值二次资源,但在对该资源综合利用过程中,始终未能解决经济提取、硅钛难分,二次污染严重等问题.在热力学理论指导下进行真空碳热还原-酸浸联合工艺处理含钛高炉渣制备TiC研究.研究表明,碳热还原温度越高或相同温度下真空度越高越有利于炉渣中各成分还原;随着真空度增加碳热还原温度要求降低;当温度达到1 573K,真空度为1 Pa,可将SiO2还原得到具有高蒸气压的SiO、MgO被还原为Mg蒸气而离开体系,可实现渣中硅镁与钛彻底分离;真空碳热还原含钛高炉渣制备TiC的最佳条件:还原温度1673 K,炉渣粒度75μm占80％,渣碳质量比100∶38.     

攀枝花钛精矿真空碳热还原热力学模拟研究

在不同温度、体系压力和配碳量条件下,采用Fact Sage软件研究攀枝花钛精矿的真空碳热还原过程。结果表明:当温度为1 550℃,配碳量为12%时,随着压力的降低,挥发进入气相的各成分的总质量增加且渣相中的杂质含量降低,有利于提高还原反应进行的程度,获得高品质钛渣产物;当压力为100 Pa,温度为1 550℃时,随着配碳量的增加,有利于提高反应的还原效果;当压力为100 Pa,配碳量不变的条件下,温度高于1 300℃时,气相中开始出现Mg、Si O、Mn蒸气。当温度升高到1 700℃时,气相和渣相中各成分的含量趋于一个定值,渣中主要氧化物为Ti O2和Ti2O3,此时钛渣品位高达88%。     

氧化锌碳热还原过程热力学

本文对锌-碳-氧复杂多相体系进行了热力学分析和计算,重新确定了氧化锌碳热还原反应的平衡条件,绘制了还原过程的热力学状态图。     

钛、钨氧化物碳热还原-碳化的热力学和热分析

为了研究采用TiO₂、WO_2.72和炭黑粉末为原料,在惰性气氛下通过碳热还原-碳化制备(Ti,W)C固溶体的过程机理,采用HSC Chemistry热力学分析软件、热重和差示扫描量热分析方法,对物相的演变过程进行分析。结果表明,因球磨导致原料反应活性升高、气-固反应共存等,实际的反应起始温度低于热力学计算值。随温度升高,TiO₂和WO_2.72分别按TiO₂→Ti₄O₇→Ti₃O₅→Ti2O₃→TiO→TiC和WO_2.72→WO₂→W→W₂C→WC的转变顺序被还原并碳化。为了加速反应的动力学进程,通过碳热还原-碳化制备(Ti,W)C固溶体的最终温度应在1400℃以上。     

碳热还原多金属矿制备含钛硅铁合金的研究

使用新疆某多金属矿为原料,采用碳热还原感应熔炼的方法制备含钛的硅铁合金,通过单因素实验研究了碳热还原温度、配碳量以及保温熔炼时间对金属回收率、合金成分以及熔炼渣物相的影响.实验结果表明:在碳热温度为2 073 K,配碳量为0.8倍理论配碳量,保温熔炼时间为0.5 h的最佳单因素条件下,金属回收率最高为52％,所得合金中...     

金属热还原含钛高炉渣制取合金及残渣的研究

介绍了含钛高炉渣综合利用现状和几种主要的提钛技术，重点分析了合金化提取高炉渣中钛的研究现状，探讨了其关键技术问题与冶炼参数控制。指出此技术的关键在于选择合适的还原剂和冶炼参数的最优化设计，最后展望了此项技术的应用前景。     

碳热法硼酐还原的热力学

 在相图分析的基础上,根据分子离子共存理论,建立了Fe-C-B三元熔体活度模型。通过对模型求解,可以计算出熔体中Fe、C、B、Fe3C、FeB、FeB2和B4C的组分活度。研究了硼酐碳热还原的热力学条件,分析了CO压力、B2O3含量及炉渣类型对冶炼所需最低温度的影响,常压下冶炼熔体中碳含量较高,温度需高于2000℃才能脱碳保硼。CO气体压力为0.1kPa,CaO的质量分数小于60%时,可使冶炼硼铁的最低温度在1600℃以下。     

碳热还原转炉渣脱磷的试验

正目前,对于炼钢转炉渣综合利用的途径主要包括返回冶金流程、建材及农用等几个方面。其中,返回冶金流程再利用主要包括转炉留渣工艺、转炉渣返回烧结流程等,但由于有害元素磷的富集,使得转炉渣循环量受到限制。因此,每年仍有大量炉渣排放,给水体、土壤和空气均带来较大污染。目前对于脱除转炉渣中磷的技术还处于实验室研究阶段,主要的研究工作集中在还原剂的选择及用量、供热方式的选择等。     

碳热还原转炉渣脱磷的试验

 对碳热还原转炉渣进行热力学分析,分别在二硅化钼高温电阻炉和500 kg顶底复吹多功能试验炉开展转炉渣碳热还原脱磷的实验室试验。结果表明,反应温度及动力学条件对脱磷率有较大影响,在电阻炉试验条件下,保证反应温度为1 500 ℃、碳当量为3.0、保温时间为30 min的情况下,可以获得30%左右的脱磷率。在顶底复吹多功能试验炉内,焦粉既作为还原剂也作为升温剂,焦粉与氧气反应放热可以保证脱磷反应在较高温度下进行,同时顶吹氧气对熔渣层的良好搅拌有利于脱磷反应速度进一步提高,试验过程脱磷率为84%,其中还原进入钢液的脱磷率为75.85%,气化脱磷率为8.15%。焦粉带入的硫有10.8%进入钢水,有6.25%进入炉渣。     

碳对含钛高炉渣钠化反应热力学及钠化率的影响

为高效回收含钛高炉渣中钛元素,探索含钛高炉渣综合利用的新工艺。通过热力学计算分析了含钛高炉渣钠化可行性,热力学计算结果表明,在高于碳酸钠熔点1 124 K低于1 423 K的温度范围内进行含钛高炉渣的钠化反应是可行的。采用渣碱共熔法对含钛高炉渣进行钠化试验研究,结果表明,碳可以促进含钛高炉渣的钠化,随着配碳量的增加,含钛高炉渣的钠化率增加,在含钛高炉渣粒径d0为0.075 mm、反应温度为1 423 K、反应时间为2 h的条件下,当配碳量为nC∶nNa_2CO_3=2∶1时,含钛高炉渣的钠化率达到78%并维持稳定状态。     

钛精矿碳热还原制备碳氮化钛的研究

以钛精矿和石墨为原料,在氮气气氛下通过碳热还原法制备出碳氮化钛(Ti CN)粉体。结合XRD、SEM、化学成分分析和TG-DSG综合热分析研究了配碳量及反应温度对钛精矿碳热还原进程的影响。研究结果表明,配碳量的增加影响逐级还原反应温度以及反应总失重,当配碳量达到23%时碳氮化钛产物中出现游离碳。钛精矿碳热还原过程中铁氧化物优先还原,钛氧化物经逐级还原形成Ti CN,还原顺序为Ti O2→Ti4O7→Ti3O5→Ti N→Ti(C,N,O)→Ti CN。得到的碳氮化钛粉体呈微米级不规则形状。     

氧化铝碳热还原氯化法制金属铝的热力学

对氧化铝碳热还原氯化法炼铝的过程进行了热力学研究,该过程分两步,首先,得到一氯化铝,其次,一氯化铝分解得到金属铝。经过热力学计算得到:在常压下,生成一氯化铝的反应发生的起始温度为2 121.21 K,一氯化铝分解得到金属铝的起始温度为1 683.31 K,而当系统压力下降时,上述两步反应的起始温度都会下降;经过计算还得到了上述两步反应的起始温度与系统压力间的关系,也得到了不同系统压力下反应吉布斯自由能与系统温度间的关系。     

高温碳热还原进行转炉渣资源化的研究

本文简要介绍了转炉渣资源化的研究进展并在感应炉中分别于1650℃和1800℃对转炉渣进行了碳热还原的实验研究.1800℃时转炉渣经碳热还原,渣中的磷有62.7％进入铁碳合金,32.8％气化,4.5％留在还原后的残渣中,可以除去95:5％的磷.转炉渣中的Fe、Mn可以全部还原成金属并被碳饱和;1800℃时转炉渣中的自由CaO可以与碳反应生成CaC2,还原后的转炉渣中主要物相是Ca2SiO4、Ca3SiO5和少量CaC2.     

真空碳热还原制备碳氧钛的动力学研究

采用非等温固相模型对碳热还原TiO2历程和动力学条件进行研究。结果表明,真空碳热还原TiO2可分为四个阶段,第一阶段(1 373~1 523K)主要物相为C和TinO2n-1(n≥5),第二阶段(1 523~1 673K)主要物相为C、TiC0.5O0.5和TinO2n-1(2≤n≤4),第三阶段(1 673~1 833K)主要物相为C、Ti2O3和TiC0.5O0.5,第四阶段(1 833~1 973K)主要物相为TiC0.5O0.5;第一阶段动力学方程为α2=kt,受一维扩散控制,表观活化能为113.55kJ/mol,第二阶段动力学方程为(1-α)-1-1=kt,受二级化学反应控制,温度对还原率影响较大,表观活化能为303.36 kJ/mol,第三阶段动力学方程为2[(1-α)-1/2-1]=kt,受1.5级化学反应控制,还原剂不足对反应影响较大,表观活化能为53.93kJ/mol,第四阶段动力学方程为1-2α/3-(1-α)2/3=kt,受三维扩散控制,物料疏松成为晶核长大的限制环节,表观活化能为99.22kJ/mol。     

微波碳热还原攀枝花低品位钛精矿

对攀枝花低品位钛精矿进行了微波还原试验研究。研究了预氧化、配碳量、添加剂等条件对还原钛铁矿中铁金属化率的影响。试验结果表明:在预氧化温度800℃、硼砂配比3%、焦粉配比10%、微波还原温度1000~1100℃条件下,还原60 min,还原产物铁的金属化率超过90%。分析微波强化钛铁矿还原的机理在于:微波热应力在球团内部产生大量孔隙和裂纹促进了还原气氛的扩散,快速还原产生的大量铁晶核加速了还原反应。     

攀枝花钛精矿的真空碳热还原试验

真空不仅能明显降低金属氧化物的开始反应温度,还有利于还原后金属相的挥发。基于此,研究真空条件下真空还原温度和配碳量对攀枝花钛精矿固态还原的影响。结果表明,当体系压力为0.05 Pa,还原后试样的失重率和铁的金属化率随着温度和配碳量的增加而增加,还原后的金属更容易聚集,还原过程中钛的物相更容易由Ti3O5向Ti2O3转化。     

直接还原含钛炉渣亚熔盐法制备钛白粉工艺研究

以“转底炉煤基直接还原一电炉深还原、熔分工艺”得到的含钛炉渣为原料,经过亚熔盐法钛白工艺得到纯度在98％以上的二氧化钛产品.研究了亚熔盐法钛白工艺中反应最佳试验条件,得到最优的反应时间、碱矿比、反应温度、原料粒度;中间产物偏钛酸钠经多级固态离子交换、除杂制得钛液(CTio2=180 g/L、有效酸系数F=2.0);水解后制得偏钛酸粒度D(0.5)=1.2μm;经煅烧得到锐钛型二氧化钛产品.     

含钛高炉渣熔化温度及其在还原过程中的变化规律

以攀钢高炉现行生产渣为基准,配制TiO_2-CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO五元合成渣,用试样变形法测定了五元渣系在还原不同时间后的熔化温度,绘制出TiO_2=26.0％,Al_2O_3=14.0％条件下的等熔化温度图。     

真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应热力学

介绍了真空碳热还原制备Mg-Sr合金新思路,研究了其还原反应的反应式、吉布斯自由能及临界还原温度。结果表明,真空碳热还原MgO,SrO的混合物可以得到Mg-Sr合金;其他因素不变的情况下,还原反应吉布斯自由能随反应温度的提高而减小,随系统气压的降低而减小,随反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Sr摩尔分数的减小而减小;反应温度的提高、系统气压的降低和Sr摩尔分数的减小均有利于还原反应的进行;当系统气压为10 Pa,Sr摩尔分数为0.1时,临界反应温度为1353 K;相同系统气压下,碳热还原制备Mg-Sr合金的临界反应温度低于真空碳热炼锶、炼镁的临界温度,反应更易于进行;常规真空硅热还原制备金属镁(皮江法)的反应温度1473 K,气压13.3 Pa下,无论反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Mg,Sr相对比例如何,真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应均具备热力学可行性。