高钛型炉渣中低价钛总量的测定

高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿的一个特殊问题是炉渣变稠、渣中大量夹铁以及形成泡沫渣等.国内外的一些研究者认为,此现象是高温条件下渣中FeO和TiO_2被碳还原所致.为研究还原机理提出了TiO和Ti_2O_3的测定问题.关于TiO和Ti_2O_3的测     

含钛炉渣碳热还原热力学计算

对含钛炉渣碳热还原过程进行了详细的热力学计算分析,结果如下:含钛炉渣碳热还原过程中Ti O_2被还原成一系列钛的低价氧化物,TiO_2转变为Ti_3O_5的开始温度为1 359 K,之后可能形成Ti_2O_3和TiC_xO_y,最终形成TiC;含钛炉渣中CaO、MgO和Al_2O_3不与C发生反应;Fe_2O_3、V_2O_5、Mn O和SiO_2可以被C还原,且还原难度依次增加;早期形成的TiC可能与TiO_2发生反应,形成Ti_3O_5等低价化合物;含钛炉渣中CaTiO_3不直接与C发生反应,CaTiO_3熔融后被C还原为TiC。热力学计算为分析含钛炉渣中各种矿物在碳热还原过程中的转变过程提供了重要依据。     

钒钛矿高炉冶炼钛、硅还原的热力学分析

本文根据攀钢高炉的现场数据,通过热力学计算得出:渣中（TiO_2）被固体碳还原生成铁中〔Ti〕的临界温度为1400多度。在高炉冶炼条件下,碳化钛的形成机理,除TiO_2→Ti_3O_5→TiC_(0.67)O_(0.33)→TiCxOy→TiC外,还存在（TiO_2)→〔Ti〕→TiC这样一种途径。此外,用热力学的观点解释了配加普通天然块矿后,进一步造成“物理热、化学凉”。是使炉渣性能改善、各项技术指标提高的原因。     

含钛高炉渣泡沫稳定性的研究

测定了CaO-SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-MgO五元系熔渣中TiO_2含量(10～40%)对熔渣表面张力的影响,指出该渣系中TiO_2是表面活性物质。在还原条件下,测定了TiO_2含量及还原时间与熔渣泡沫稳定性的关系,并讨论了表面张力及钛的碳氮化物和碳化物对泡沫稳定性的影响。     

废弃脱硝催化剂直接合金化研究

使用铝粉还原废弃脱硝催化剂中的TiO_2,选择SiO_2-TiO_2-CaO-Al_2O_3-CaF_2-Na_2O渣系,随着还原过程的进行,渣中TiO_2逐渐减少Al_2O_3逐渐增多,还原产物钛传质进入铁液形成铁钛合金,实现废弃脱硝催化剂中钛元素的资源化回收。运用热力学软件Factsage 7.1的Equilb模块计算得出反应完全后渣成分为SiO_2 3%,CaO 15%,CaF_2 44%,Na_2O 2%Al_2O_3 35%,钢中钛含量可达2.5%。在相图中反应炉渣成分变化的路径上依次选取A、B、C、D点,运用Factsage 7.1的Viscosity模块对还原过程炉渣黏度进行计算,得出还原过程中炉渣黏度均小于0.03 Pa·s,具有较好的流动性。根据试验以及能谱和XRD分析,钢中钛含量达到1.67%,为Equilb模块计算值的67%。渣中大量TiO_2被还原进入钢中,基本实现了废弃脱硝催化剂中钛元素的直接合金化。     

液态高炉钛渣的结构与特性的关系

介绍了高TiO_2型液态高炉渣结构的实验室研究方法。通过改进高温取样及急冷渣样的扫描,获得了渣中Ti(C.N）体积分数浓度同粘度之间的函数关系。高钛型渣具有胶体溶液特征的依据,提出了“高温乳溶胶”的概念。认为,铁渣中Ti(C.N）固态弥散相的存在,引起炉渣物理特性变异是形成泡沫渣的主要原因。     

电炉熔炼攀枝花钛铁矿制取酸溶性钛渣的研究

钛渣的酸溶性决定于它的物相结构,具有理想黑钛石固溶体结构的钛渣是理想的酸溶性钛渣,由此导出了钛渣的酸溶性与其化学组成之间的定量关系。在1800千伏安电炉中熔炼攀枝花钛铁矿（含TiO_2 45.7％）制取的钛渣（含∑TiO_2 78.2％）具有良好的酸溶性。熔炼这种酸溶性钛渣与熔炼氯化法钛渣（含∑TiO_2 82％左右）比较,电耗显著降低,产能大幅度提高。综合国内外有关研究,分析了CaO和MgO在熔炼过程中的行为。CaO是熔炼钛渣的良好助熔剂,但MgO仅在熔炼还原度较小的钛渣时才具有助熔作用。酸溶性钛渣中Ti_2O_3:TiO_2<0.3,这种钛渣具有较低的熔点、粘度和导电率,从而降低了熔炼电耗,提高了炉产能。在熔炼还原度较大的钛渣（Ti_2O_3:TiO_2>0.3）时,MgO加剧钛渣的稠化,对熔炼过程产生不良影响。因此,含高MgO的攀枝花钛铁矿较适于用来制取酸溶性钛渣。     

云锡烟化炉废渣和氯化焙球的利用——代替攀钢富矿粉

一、前言云南锡业公司用烟化挥发法和高温氯化挥发法所产烟化炉废渣和氯化挥发焙球,目前年产量可达10万吨右左。烟化炉渣约含铁40％,焙球含铁45～50％。攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿产出高钛型泡沫渣或粘稠渣,给冶炼过程带来一定困难。为了改善炉况,配加10～15％的普通富铁冶炼获得了满意的效果。昆明冶金研究所与攀钢公司共同对泡沫渣的生成机理和消除方法的研究表明,配加适当量的普通富铁矿或硅酸盐物料,可改善渣的动力学性质,抑制TiO_2的过还原和稀释渣中TiO_2的     

钒钛烧结矿高温冶金性能的研究

试验中研究了钒钛烧结矿的高温冶金性能。试验结果指出,在一定范围内,提高碱度和增加烧结矿中MgO含量来改善钒钛烧结矿高温还原性能及软熔性能是有效的。增加MgO还可抑制硅、钛的还原及碳氮化物的生成,有利于渣铁熔融分离而滴落。钒钛磁铁精矿配入普通富矿粉及适当增加烧结混合料配碳量,可以降低炉渣中TiO_2的活度,增加炉渣的氧化能力,有利渣铁分离。但不利于烧结矿的高温还原性和软熔性能的改善。     

Al_2O_3和TiO_2含量对含钛高炉渣黏流特性及矿物组成的影响

以现场高炉渣为基样,应用半球点法和内柱体旋转法测定CaO-SiO_2-Al_2O_3-TiO_2-MgO五元渣系的熔化温度和黏度,研究高铝低钛渣中Al_2O_3和TiO_2含量对炉渣流动性的影响。实验结果表明:随渣中Al_2O_3含量增加,炉渣的熔化性温度和黏度上升;TiO_2含量增加,炉渣的熔化性温度和黏度下降,适当添加TiO_2可避免渣中Al_2O_3含量增加引起的炉渣流动性变差;渣中矿物组成黄长石和玻璃质的数量随TiO_2含量增加而降低。     

高炉冶炼高钛型炉渣泡沬渣成因浅析

高炉冶炼含TiO_2炉渣,随渣中TiO_2含量不同,也有其冶炼共性与特性。其共性表现在冶炼过程中都有变稠的可能性;而特性则表现为渣中TiO_2含量达到一定范围,就有泡沫形成,而有碍冶炼行程。此种现象低钛渣冶炼未曾发现,而仅当TiO_2含量大于25％时,例如攀钢高炉冶炼全部钒钛烧结矿,渣中TiO_2达26～29％,则出现明显泡沫渣。     

攀枝花低硅钛精矿还原试验研究

以攀枝花低硅钛精矿为研究对象,研究氧化温度和时间对钛铁矿物相结构和还原的影响,同时对预氧化钛铁矿不同温度和时间下还原失重率和金属化率变化情况进行分析。研究结果表明:钛精矿的氧化在较短时间内可完成,随着氧化温度的升高,钛精矿主要物相变化过程为FeTiO_3→Fe_2O_3+TiO_2→Fe_2TiO_5+Fe_2O_3+TiO_2;在钛铁矿的还原过程中,还原温度和时间对钛铁矿还原的金属化率影响较大,在还原温度大于1 300℃,时间大于8 h后变化不明显;显微结构分析发现,高温还原后金属铁扩散发生聚集,形成球形和棒状金属铁颗粒,其尺寸大约为10μm。     

高钛低铝R—26合金电渣重熔过程中钛烧损的分析

本文讨论高钛低铝R-26合金电渣重熔过程中钛的烧损问题。通过渣中加TiO_2粉量的变化,重熔过程中补加Al粉和电极粉的方法熔炼电渣锭,并对其Ti、C含量进行化学分析,与电极棒成份进行对比分析,从而得出起保钛作用的是Ti_3O_5,并非TiO_2;Al粉的加入起到间接保钛的作用;补加的少量电极粉在重熔初期低温时引起少量增碳,而在高温下则与TiO_2反应生成Ti_3O_5。     

还原条件下钛渣表面张力的研究

本文描述了用最大气泡法测定钛渣表面张力,TiO_2在炉渣中的表面活性作用不大,渣中TiO_2在22～35％时其表面张力都在0.45N/m以上。高温还原后的钛渣表面张力并不下降,所以认为钛渣的表面张力并不构成高炉冶炼钒钛矿的困难因素。     

未燃煤粉对高钛炉渣性能的影响

利用高温熔滴炉模拟高炉滴落带,研究未燃煤粉（ＵＰＣ）对高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中钛渣的形成和滴落过程的影响。结果表明：①料层中ＵＰＣ还原ＴｉＯ２生成的ＴｉＣ、ＴｉＮ等极易粘附在焦炭表面,从而改变了渣、焦的界面性质,这有利于炉渣的滴落。随着料层中ＵＰＣ量的加大,高钛炉渣滴落量增加,但是对于普通炉渣却得到相反的结论;②滴落渣的粘度均低于攀钢现场渣的粘度,但随着滴落渣中碳含量的加大,炉渣粘度增加、熔化性温度升高     

含钛渣对高炉炉缸耐火材料侵蚀的影响

为明确含钛高炉渣对炉缸用耐火材料侵蚀的影响,通过动态侵蚀试验研究了高炉炉缸用碳复合砖和刚玉砖在CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2渣中的侵蚀行为。结果表明:炉渣向碳复合砖基体的渗透、碳复合砖中的组元在渣中的溶解以及碳复合砖与炉渣的反应等综合作用最终导致了碳复合砖的破损。刚玉砖在含TiO_2炉渣中的侵蚀主要由炉渣的渗透以及刚玉砖的溶解造成。XRD结果表明:碳复合砖侵蚀面的物质主要由C、Al_2O_3、黄长石、镁铝尖晶石、铝酸钙、Cr_7C_3和TiC组成,刚玉砖侵蚀面物相主要由Al_2O_3、SiC、镁铝尖晶石、黄长石和TiC组成。通过对比碳复合砖和刚玉砖在含TiO_2炉渣中的侵蚀行为,可以发现由于碳复合砖中存在较多的碳和碳化硅等物质,使得碳复合砖具有较好的抗渣侵蚀能力。     

低温氯化法处理攀钢高炉渣的探索试验

在过去用低温沸腾氯化法处理攀枝花钛精矿试验研究的基础上,拟定了用低温氯化法处理攀钢高炉渣的两个试验流程,并进行了初步试验研究。结果表明,在500—700℃下,将高炉渣配碳直接氯化时。可使渣中TiO_2含量从22.54%降到9.O8—9.97%,同时回收85%以上的钒;将炉渣配碳进行高温再还原后,在500℃下氯化时,渣中TiO_2可降到0.42—3.37%,同时回收95%以上的钒及相当数量的铁。试验流程为攀钢高炉渣的利用提供了一个可能的途径。     

论高钛型炉渣高炉冶炼中TiO2的属性

TiO_2属两性氧化物,在高炉渣中TiO_2显酸性,正常高炉冶炼行程其酸性系数必须大于0.60,其还原规律与SiO_2性质相近,在炉内发生渣-焦,渣-铁反应,生成Ti(CN),弥散在渣中,超过一定数量,引起钛渣变稠。随着渣中TiO_2含量增加,L_s下降,熔化性温度升高。因此对攀枝花钒钛磁铁精矿熔剂性的评价,不应忽略占造渣主成份46％的TiO_2,高钛型炉渣应以CaO,MgO,SiO_2,Al_2O_3,TiO_2元成分来衡量碱度。     

高炉冶炼含TiO_2炉渣的还原选择

对不同TiO_2含量炉渣的高炉冶炼,提出了钛的合理还原选择的问题。对TiO_2在冶炼过程中的行为与钛渣变稠的关系、熔铁中〔Si〕、〔Ti〕的变化规律、不同TiO_2含量范围内合适的〔Si〕、〔Ti〕含量及含TiO_2炉渣的高炉冶炼技术诸问题进行了分析探讨。     

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.