PHASE COMPOSITION OF HIGH Ti-SLAG WITH HIGH Mg AND Ca CONTENTS

高镁、钙的高钛渣经查明有5个相。高钙、镁富集区结晶相化合物为2CaO·TiO_2,玻璃相中富集MgO。黑钛石固溶体含MgO很低,只占渣中MgO总量的11.65％,MgTi_2O_5/Ti_3O_5的分子比为1∶24。导出了渣中黑钛石的分子式为0.15[(Mg_(0.27)Ti_(0.73))0.2TiO_2]·0.85[Ti_2O_3·TiO_2]。     

TiO_2生产中镁和冷却速度对钛物相转变的影响（英文）

以三种钛渣为研究对象,采用X射线衍射和晶体结构分析,研究镁含量和冷却速度对钛渣中钛物相转变的影响。结果表明,急速冷却的钛渣中,生成的钛物相为黑钛石,化学式为MgnTi_(3-n)O_5(0n1);缓慢冷却的钛渣中,当镁含量较高时,黑钛石转变为板钛镁矿,化学式为MgTi_2O_5;当镁含量较低时,板钛镁矿MgTi_2O_5和金红石型TiO_2同时存在。板钛镁矿MgTi_2O_5的稳定性比黑钛石MgnTi_(3-n)O_5的稳定性好,缓慢冷却有助于镁掺杂进入黑钛石晶体,稳定其晶体结构。     

TiO_2-FeO-X(SiO_2,CaO,MgO)三元高钛渣导电特性及其熔体结构

采用交流阻抗谱法,系统测试TiO_2-FeO-X(SiO_2,CaO,MgO)三元高钛渣导电性随各成分和温度的变化规律。研究表明:随温度升高,高钛渣电导率逐渐升高,电导率值在40～187S/cm之间。TiO_2-FeO-X(SiO_2,CaO,MgO)三元高钛渣电导率在高温下受电子-离子导电混合控制,具有明显的半导体性质,并且CaO、SiO_2、MgO氧化物的加入可以降低钛渣电导率。X射线衍射分析结果和热力学计算结果均表明高钛渣凝固后的主要物相为黑钛石(Fe,Ca,Mg)_xTi_yO_5和金红石TiO_2。     

高钛低铝高温合金电渣重熔中钛烧损的研究

研究A286和V57合金电渣重熔过程中钛烧损时,发现渣中TiO_2浓度较高时,TiO_2是钛烧损的主要氧化剂。与合金中的钛相平衡的渣中低价钛氧化物主要是Ti_3O_5.决定钛烧损速率的主要因素是Ti~(4 )在钢/渣界面层的传质速度。传质速度随渣中TiO_2浓度的增加而增大。降低Ti~(3 )向渣/气界面的扩散速度是减少合金中钛烧损的关键。研究了CaF_2-Al_2O_3-TiO_2渣系中Ti~(4 )在电极/熔渣和金属熔池/熔渣界面在1700±10℃的传质系数与渣中TiO_2含量的关系,测定了Ti~(3 )向渣/气界面的传质系数为2.2×10~(-1)cm/s(1500℃)。     

TiO_2-FeO-(SiO_2,CaO,MgO)三元渣系的流变特性

利用内圆柱体旋转法测试TiO_2-FeO-SiO_2、TiO_2-FeO-CaO和TiO_2-FeO-MgO三元高钛渣体系的黏度和熔化性温度的变化规律,并结合XRD及激光拉曼光谱对高钛渣结构进行初步的表征。结果表明:SiO_2含量增加会提高三元钛渣黏度及熔化性温度,恶化熔渣流动性。CaO和MgO含量增加会降低钛渣黏度及熔化性温度,改善熔渣流动性;钛渣完全熔化后,黏度约为70~100 m Pa·s,继续升高温度对钛渣黏度无显著影响。经XRD和Raman光谱分析可知:钛渣凝固后TiO_2以金红石形式存在。SiO_2、MgO和CaO的添加对TiO_2-FeO二元钛渣拉曼特征峰影响不大,但均能使特征峰发生红移;Ca~(2+)和Mg~(2+)以网格修饰子形式进入钛氧八面体,形成CaTiO_3和MgTi_2O_5。     

电炉钛渣磷酸化焙烧-浸出脱除镁、钙杂质（英文）

提出一种利用磷酸化焙烧-盐酸浸出从电炉钛渣(含3.12%MgO和0.86%CaO)中有效脱除镁、钙杂质的方法。利用XRF、XRD和SEM对钛渣样品的化学成分、物相成分和显微组织进行表征。研究钛渣的磷酸氧化焙烧热力学、氧化焙烧过程中钛渣物相的转变、显微组织和元素分布的变化以及浸出除杂过程。热力学分析结果表明,焙烧过程中加入磷酸能有效促进MgTi_2O_5和CaSiO_3的分解。研究结果表明,在焙烧过程中磷酸能有效促进渣中含钛矿物转变为金红石,并促使M_xTi_(3-x)O_5中杂质元素富集在磷酸盐中,进而通过酸浸除去。在所研究的实验条件下,钛渣中镁和钙的脱除率可分别达到94.68%和87.19%。最终酸浸渣中MgO和CaO含量可分别降低至0.19%和0.13%(质量分数)。     

A STUDY ON THE TITANIUM LOSS DURING ELECTROSLAG REMELTING HIGH TITANIUM AND LOW ALUMINUM CONTENT SUPERALLOY

研究A286和V57合金电渣重熔过程中钛烧损时,发现渣中TiO_2浓度较高时,TiO_2是钛烧损的主要氧化剂。与合金中的钛相平衡的渣中低价钛氧化物主要是Ti_3O_5.决定钛烧损速率的主要因素是Ti~(4+)在钢/渣界面层的传质速度。传质速度随渣中TiO_2浓度的增加而增大。降低Ti~(3+)向渣/气界面的扩散速度是减少合金中钛烧损的关键。研究了CaF_2-Al_2O_3-TiO_2渣系中Ti~(4+)在电极/熔渣和金属熔池/熔渣界面在1700±10℃的传质系数与渣中TiO_2含量的关系,测定了Ti~(3+)向渣/气界面的传质系数为2.2×10~(-1)cm/s(1500℃)。     

电炉法冶炼钒钛磁铁矿金属化球团的适宜钛渣组成（英文）

对适宜于预还原电炉法冶炼钒钛磁铁矿的较高品位钛渣的组成进行研究。根据热力学分析结果和相图中的低熔点区域,建议的高品位直接还原电炉钛渣组成为约50%TiO_2,8%～12%MgO和13%Al_2O_3 (质量分数),二元碱度范围为0.8～1.2。电炉及感应炉验证实验表明,在所推荐的钛渣组成下,可实现渣铁的成功分离。所得的含钒铁水含有0.681%V和0.267%Ti (质量分数);所得钛渣以黑钛石(MgTi_2O_5)为主要物相,其TiO_2品位为52.21%(质量分数)。所得钛渣可满足后续采用酸法浸出回收钛的要求。     

TiO_2-Ti_2O_3-FeO三元渣系黏流特性热力学模拟

高钛渣在高温下的黏流特性是渣铁分离的关键因素之一。基于Einstein-Roscoe方程,使用FactSage~?软件对TiO_2-Ti2O_3-FeO三元渣系黏度进行热力学模拟,研究温度、FeO含量、还原度和固相颗粒4个因素对其渣系黏度的影响规律。结果表明:该方法能够很好地模拟TiO_2-Ti2O_3-FeO三元渣系黏度的变化规律;FeO含量和还原度的增大均具有降低TiO_2-Ti2O_3-FeO三元渣系熔化温度和黏度的效果;TiO_2-Ti2O_3-FeO三元钛渣完全熔化后,升高温度对渣系黏度的影响较小,黏度值约为110～130mPa·s;当温度低于熔化温度时,TiO_2-Ti2O_3-FeO三元钛渣会析出固相颗粒,析出过程是分阶段进行的,且随着温度的降低,析出量增加,黏度值急剧升高;TiO_2-Ti2O_3-FeO三元钛渣具有较为明显的短渣特性。     

高钙镁型钛渣物相重构法制取人造金红石

开展了高钙镁型钛渣通过添加Na2CO3焙烧进行矿相重构制取人造金红石的研究。采用XRD、SEM等技术对焙烧产物微观结构、物相组成和浸出产物物相组成进行表征。结果表明,在Na2CO3与钛渣质量比为3:7、焙烧温度为900℃、焙烧时间为2 h的条件下,所得焙烧产物经酸浸、煅烧后,获得TiO2品位为92.23%、回收率为92%、CaO+MgO含量(质量分数)为0.78%的人造金红石。该制备过程的机理主要在于高钙镁型钛渣添加Na2CO3焙烧可使其中的主要杂质转变为易选择性溶出的铁酸钠、Na-Fe-Ti-O系和Na-Mg-Ti-O系新矿相;通过酸浸,焙烧产物中大部分杂质被选择性溶出,钛组分转变成金红石型和锐钛型TiO2,实现了高品位人造金红石的制取。     

不同碱渣比对钛渣改性效果影响的研究

开展了不同碱渣比对钛渣改性效果的研究,采用XRD、SEM、热力学分析等技术对焙烧产物的微观结构、物相组成进行表征。结果表明,活化焙烧钛渣最优工艺条件为:碱渣比4:6时,在900℃条件下焙烧1h得到的TiO_2品位达96.66%,回收率94.34%。随着改性剂Na_2CO_3添加量的增加,钛渣被活化出的物相增多,碱渣比4:6时物相最多,活化效果最好。结合热力学计算900℃时,G1(FeTi_2O_5)为-138.613k J/mol,G2(MgTi_2O_5)为-87.959k J/mol,G_3(Mg_2SiO_4)为-6.526k J/mol,发生活化反应的顺序为Fe Ti_2O_5MgTi_2O_5Mg_2SiO_4,添加改性剂后元素被活化的顺序是FeMgSi。     

碱熔法分析石英砂的研究

文中介绍用NaOH在银埚中熔样,在Na_2CO_3存在下,将铁、钛、钙、镁沉淀与硅、铝、铬分开。然后用比色法测Al_2O_3、Cr_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2;用EDTA法测CaO、MgO;SiO_2用差减法获得,取得满意结果,避免使用氢氟酸和铂坩埚。     

高钛渣中钛组分的选择性富集与长大

研究了改性处理对高钛渣中钛组分选择性富集以及富钛相金红石晶体析出长大的影响。实验结果表明，氧化可使高钛渣中的黑钛石转化为金红石；渣中加入改性剂CaO和P2O5后，再经过热处理改性，有利于钛组分的选择性富集和金红石晶体的长大粗化。     

GCr15轴承钢Ca-Mg-Al-O系夹杂物生成热力学研究

基于FactSage热力学软件模拟了1 560℃时GCr15轴承钢钢液中[Ca]、[Al]、[Mg]、[O]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:[Ca]含量增加,高熔点钙铝酸盐夹杂向CaO·Al_2O_3和CaS(s)方向转变。[Al]含量的增加,钢中夹杂物由a-Ca_2SiO_4向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。[Mg]含量增加,钢中夹杂物的由a-Ca_2SiO_4、CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3、MgO方向转变。[O]含量的增加,钢中夹杂物由CaS、MgO向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的原位水解合成与表征

以TiCl_4水溶液和LiOH·H_2O为原料,采用原位水解与后续热处理相结合的方法制备尖晶石型锂离子电池用负极材料Li_4Ti_5O_(12).结果表明:从TiCl_4水溶液原位水解合成Li_4Ti_5O_(12)经历由TiCl_4→TiO_2→Li_2TiO_3→Li_4Ti_5O_(12) 3个阶段的原位相转变过程;TiCl_4水溶液的浓度及稳定性对合成Li_4Ti_5O_(12)的结构有较大的影响;随着TiCl_4浓度的增加,合成纯Li_4Ti_5O_(12)所需的水解时间延长;以0.5 mol/L TiCl_4水溶液水解1 h、以添加1.0 mol/L LiCl的0.5 mol/L TiCl_4水溶液水解3 h、以1.0 mol/L与1.5 mol/L TiCl_4水溶液水解5 h均可获得纯Li_4Ti_5O_(12);由低浓度TiCl_4水溶液合成的Li_4Ti_5O_(12)循环性能优良.     

轴承钢Ca-Mg-Al-Si-O体系中夹杂物生成的热力学研究

通过使用热力学软件FactSage系统地研究了轴承钢Ca-Al-Si-O、Ca-Mg-Si-O和Mg-Al-Si-O四元体系热力学平衡规律。结果表明,Ca-Al-Si-O四元体中,随着钢液中Al、Ca含量增加,钢液中夹杂物由Al_2O_3、2CaO·SiO_2和CaO·Al_2O_3·2SiO_2向2CaO·Al_2O_3·SiO_2、3CaO·Al_2O_3转变。当Ca含量较高时,会有极少量的CaO产生。在Ca-Mg-Si-O体系中,随着钢液中Ca、Mg含量增加,钢液中夹杂物主要有CaO·MgO·SiO_2、2MgO·SiO_2和3CaO·MgO·2SiO_2,钢液中Mg含量较高时,主要以钙镁的复合夹杂物和MgO为主。在Mg-Al-Si-O体系钢液中,通过提高钢液镁含量,可使GCr15钢液中Al_2O_3转变为MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂物;镁含量过高时,可生成MgO夹杂物。     

保护渣对铝钛系夹杂物溶解的吸收规律

以CaO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-CaF₂-MgO为基础渣系,采用旋转动力学方法研究了不同碱度、BaO质量分数(0~15%)、B₂O₃质量分数(0~15%)对连铸保护渣吸收Al₂O₃或TiO₂速率的影响以及吸收前后矿相变化。结果表明,保护渣吸收TiO₂的速率要远大于吸收Al₂O₃的速率;添加BaO或B₂O₃后均能提高保护渣吸收Al₂O₃和TiO₂的能力;保护渣主要物相为钙镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO₂)、钙铝黄长石(2CaO·Al₂O₃·2SiO₂)、枪晶石(3CaO·2SiO₂·CaF₂)及玻璃相(Na₂O·Al₂O₃·SiO₂);添加BaO后,钙镁黄长石转变为重硅酸钡钙镁(2CaO·MgO·2SiO₂·BaO),并抑制黄长石和枪晶石晶体长大;当添加B₂O₃的质量分数不低于10%,保护渣形成的物相为玻璃相。试验条件下,不同碱度的保护渣和添加B₂O₃的保护渣中TiO₂仍以TiO₂形式存在,而在添加BaO的保护渣中,TiO₂形成钙钛矿。     

Ti_3Al及其渗铝涂层的热腐蚀性能

采用电化学方法并结合各种物相分析技术研究了Ti_3Al金属间化合物在熔融(Na,K)_2SO_4-NaCl中的热腐蚀行为及渗铝涂层对其耐蚀性能的影响。结果表明,Ti_3Al耐热腐蚀性能较差。形成了外层为TiO_2,中间层为富铝的TiO_2-Al_2O_3复合层,内层为富铌的Nb_2O_5-TiO_2-Al_2O_3层的三层结构。渗铝涂层能在合金表面形成Al_2O_3氧化膜而明显改善Ti_3Al的耐蚀性能。     

高爐型釱渣的粘度、熔化性和矿物组成

报告了CaO-SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-MgO系熔渣的粘度及熔化性,并考察了还原条件下温度、熔渣組成以及Ti_2O_3和含碳量对粘度变化的影响。結合粘度測定,較詳細地研究了高溫还原条件下钛渣的矿物組成。根据实驗結果,討論了钛渣性貭与高炉冶炼的关系。     

SOM法电解过细高钛渣制备金属钛

为回收利用TiCl_4生产过程中产生的过细高钛渣,在CaCl_2熔盐中以预烧成形的过细高钛渣为阴极,采用固体透氧膜法(SOM法)直接电解制备金属钛,并研究了在1100℃、3.5 V电压下,高钛渣阴极的电脱氧历程和杂质的去除行为。结果表明:随着电解时间延长,阴极片逐渐收缩,孔隙率下降,颗粒尺寸增大,且电解6 h得到金属钛表明SOM法具自有较高的电流效率。过细高钛渣电脱氧历程为:TiO_2→CaTiO_3→Ca(Ti_2O_4)→TiO→Ti,而Al、Mn、Fe、Si等杂质通过电解得到相应单质且大部分进入CaCl_2熔盐,少量残留经稀盐酸洗涤被去除。