焙烧钛渣的反应动力学研究

研究了钠化钛渣加碱焙烧过程的反应动力学、焙烧反应控制步骤,探讨了反应温度、碱渣质量比、钛渣粒度对TiO_2提取率的影响。试验结果表明:在适宜条件下,TiO_2提取率为92%,烧渣TiO_2品位达98.68%;钛渣焙烧优化工艺条件为焙烧温度900℃,碱渣质量比4∶6,钛渣粒度-200目,焙烧时间60min;扩散与化学反应的混合控制作用是影响钛渣焙烧效果的最主要因素,焙烧反应符合收缩未反应核模型,表观活化能为57.39kJ/mol,焙烧动力学方程可描述为1+2(1-x)-3(1-x)~(2/3)=3.532 3exp(-57 390/(RT))·t。     

攀枝花钛渣氧化焙烧试验研究

采用XRD、扫描电镜等检测方法对攀枝花钛渣进行深度分析,得出钛渣主要由铁黑钛石相和硅酸盐相组成。通过差热热重试验确定了氧化焙烧参数,完成了不同温度焙烧试验研究,并对氧化后钛渣进行了Raman、XRD、SEM分析。研究表明氧化焙烧过程中,攀枝花钛渣主要含钛物相依次发生低价钛氧化物-锐钛型TiO_2-金红石转化,铁黑钛石相转化成金红石和板钛矿相,随着温度升高,氧化速度加快。在强氧化过程中,黑钛石固溶体产生了大量的细小孔洞和微裂纹,在850～1 100℃区间内,氧化温度越高,形成的表面微裂纹及内部小孔洞越多,黑钛石固溶体晶格的破坏程度就越大。     

硫酸铵焙烧钛渣的反应动力学研究

对硫酸铵焙烧钛渣提取TiO2的焙烧过程进行了动力学研究,考察了焙烧温度、钛渣粒度和硫酸铵与钛渣质量比对TiO_2提取率的影响。结果表明:硫酸铵焙烧钛渣过程受化学反应控制,焙烧反应的表观活化能为66.59kJ/mol,动力学方程为1-(1-x)~(1/3)=0.246 2×10~3exp[-66 587/(RT)]×t。     

高钛渣氧化焙烧热力学分析

通过高钛渣高温氧化焙烧试验,研究焙烧前后物相结构转变与化学组成变化,并对高温氧化焙烧过程中高钛渣各组分的化学行为进行热力学讨论。结果表明:在1 000℃条件下氧化焙烧,黑钛石相与锐钛矿大部分发生晶型结构变化,转变为金红石型TiO2。探索高钛渣氧化焙烧的热力学规律,为火法处理高钛渣提供理论依据,对于改造传统处理高钛渣工艺具有重要的意义。     

酸溶性钛渣改性试验研究

酸溶性钛渣中钙、镁的含量较高,不适合直接作为氯化法制备钛白粉的原料。本文研究了加入改性刑后,酸溶性钛渣物相结构的变化。酸溶性钛渣经改性后,主要物相由原来的板钛镁矿相(MgT_2O_5)变为金红石相(TiO_2)。     

酸溶性钛渣改性试验研究

酸溶性钛渣中钙、镁的含量较高,不适合直接作为氯化法制备钛白粉的原料。本文研究了加入改性刑后,酸溶性钛渣物相结构的变化。酸溶性钛渣经改性后,主要物相由原来的板钛镁矿相（MgT_2O_5）变为金红石相（TiO_2）。     

钠化焙烧钛渣的酸浸动力学研究

研究了钠化焙烧—酸浸工艺制备高钛渣过程中酸浸动力学、酸浸溶出规律和溶出反应的控制步骤,探讨了反应温度、盐酸浓度、搅拌速度对钛转化率的影响。结果表明,在下述最优工艺条件下,钛转化率达93%,TiO2品位达98.68%:搅拌速度400r/min、液固比10∶1、酸浓度20%、110℃酸浸90min。钛渣焙烧产物酸浸过程受固体产物层的内扩散控制,钛渣酸浸过程符合收缩未反应核模型,表观活化能为11.37kJ/mol,浸出钛渣动力学方程为1+2(1-x)-3(1-x)~(2/3)=0.244exp[-11370/(RT)]t。     

钛渣制备高品质富钛料新工艺——焙烧条件的研究

云南武定地区的电炉钛渣品位一般在70％～85％,试验选用品位为71．91％的钛渣为研究对象,将其与碳酸钠焙烧得到中间产物,后对中间产物进行水洗,酸溶,还原,水解,得到品位为97％左右的富钛料,该方法能使钛氧化物的产率最高达到89．51％,用以满足沸腾氯化法生产钛白粉和海绵钛的需要。试验主要研究碳酸钠和钛渣的混合焙烧阶段,通过试验确定出适宜的煅烧条件为925℃,3h,碱矿比为1．5：1。     

浓硫酸焙烧钛渣提钛后的滤渣提硅实验研究

研究了从钛渣经浓硫酸焙烧提钛后的滤渣中提硅制备硅酸钙产品的工艺条件,主要工序包括碱溶和钙化。碱溶过程考察了NaOH与滤渣质量比、碱溶温度、碱溶时间以及液固质量比对滤渣中SiO_2提取率的影响,得到的最佳工艺条件为:碱溶温度190℃、NaOH与渣质量比3∶1、液固比4.5∶1、碱溶时间60 min;此条件下滤渣中SiO_2提取率可达74.09%;钙化过程考察了反应温度和反应时间对硅酸钠钙化率的影响,得到的最佳工艺条件为:反应温度100℃、反应时间45min,此条件下硅酸钠的钙化率可达94%。产品硅酸钙粉末含44.36%CaO,主要物相为CaSiO_3,粉末形貌疏松多孔,粒度为微米级。     

攀枝花钛渣流态化氧化改性试验研究

通过差热—热重试验及流态化理论计算确定了流态化氧化参数,完成了不同温度焙烧试验研究,并对流态化氧化改性后钛渣进行了Raman、XRD、SEM分析。研究表明,攀枝花钛渣粒度分布较均匀,适合采用流态化技术进行焙烧处理;流态化焙烧过程中,攀枝花钛渣主要含钛物相依次发生低价钛氧化物—锐钛型TiO_2—金红石转变;铁黑钛石相转化成金红石和板钛矿相。随着温度升高,氧化速度加快。在强氧化过程中,黑钛石固溶体产生了大量的细小孔洞和微裂纹,在850～1 100℃,氧化温度越高,形成的表面微裂纹及内部小孔洞越多,黑钛石固溶体晶格的破坏程度就越大。     

铁矾渣热分解行为及焙烧脱硫机理研究

采用TG-DSC和高温原位XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行研究,并通过电阻炉对铁矾渣进行焙烧脱硫预处理。结果表明,铁矾渣热分解过程主要存在两个分解反应,分别是NaFe_3(SO_4)_2(OH)_6和Fe_2(SO_4)_3的分解,800℃后的焙烧产物主要是ZnO·Fe_2O_3和Fe_2O_3;采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算出铁矾渣在350~450℃和630~800℃范围内两个分解反应的表观活化能分别为150、170kJ/mol,两个反应均受界面化学反应控制,反应的机理函数G(α)分别为1-(1-α)~(1/3)和1-(1-α)~(1/2)。焙烧脱硫结果表明,在中性气氛、温度1 300℃、焙烧时间20min、气体流量0.4m~3/h的条件下,铁矾渣脱硫率为98.57%,焙烧脱硫后,铁矾渣中的黄钠铁矾转化为ZnO·Fe_2O_3和Fe_2O_3,重金属离子得到固化,有害元素得到有效脱除。     

酸溶性钛渣改性条件与机制研究

通过添加改性剂,在高温条件下对酸溶性钛渣进行焙烧,研究了其物相组成的变化及改性机制,确定了最佳改性条件.试验结果表明,在改性剂添加量15％、焙烧温度1 150℃、焙烧时间2h的较优条件下对钛渣进行改性焙烧,改性后的钛渣经酸浸富集,TiO2质量分数提高至86.27％.     

一种改性钛渣钛组分的分离方法

研究了碱浸出过程中的影响因素,考察了浸出温度,NaOH溶液的浓度,以及物料粒度和液固比等因素对于浸出效果和回收率的影响.得到了碱浸阶段适宜的工艺条件为:溶液中NaOH的质量分数为15％、浸出温度100℃、浸出时间6h、液固比20 mL/g、钛渣粒度小于38 μm,搅拌速度500 r/min.采用三段浸出的方法获得了品位...     

焙烧条件对高钙镁钛渣生产UGS渣的影响

以云南武定钛铁矿经电炉熔炼的高钙镁钛渣为研究对象,其中TiO_2含量75.88%,钙镁含量2.88%。对钛渣的焙烧条件作相应的基础理论及应用研究。结果显示,最佳的焙烧条件为920℃,焙烧3.0 h,Na_2CO_3/钛渣量为1.1,具有最高的TiO_2回收率,达到96.66%。     

电炉钛渣相组成和形成机理研究

采用化学分析、X射线衍射和扫描电镜等分析方法，得出了钛渣的X-射线衍射图、形貌图以及电炉钛渣的相组成，查明了钛渣主要由黑钛石固溶体、塔基石固溶体、硅酸盐玻璃体和游离的TiO2组成。分析了还原剂的配比、熔炼温度、冷却温度等对电炉钛渣相组成的影响。研究了钛渣的相组成和杂质的清除机理。试验为寻求有效的电炉钛渣除杂方法提供了依据。     

攀枝花电炉钛渣氧化-还原焙烧热力学分析

对攀枝花电炉钛渣氧化-还原焙烧的热力学进行了计算与分析,在此基础上,采用X-射线衍射技术测定了攀钢电炉钛渣在不同焙烧温度下氧化焙烧产物的物相组成,结果表明,钛渣氧化焙烧过程中主要发生低价钛和低价铁的氧化反应,生成金红石和M_3O_5固溶体。钛渣氧化焙烧产物还原热力学分析表明,对氧化焙烧产物进行还原可使其中的三价铁矿物还原为二价铁矿物。     

焙烧时间对钒渣焙烧过程中物相影响的机理分析

对四种不同焙烧时间下的焙烧渣和酸浸后的残渣进行浸出前后EDS形貌分析、MLA物相含量分布、V元素赋存形式和走向对比分析研究。结果表明,钒渣焙烧前后钒尖晶石由致密光滑的表面变成表面凹凸不平且形成多孔的结构;MLA物相分析数据显示,焙烧渣和残渣中物相的种类变化不大,但是由于钒酸钙的大量减少导致每种物相含量在浸出前后相差很大;V元素分布测试结果表明:首先氧化铁固溶体相因固溶大量的V和其他杂质元素难以被酸浸出;当焙烧时间达到360 min后形成的辉石-硅酸钙过渡相阻碍了氧的扩散导致部分V元素包裹其中而难以被酸浸出。     

高钛渣及焙烧钛精矿中低价氧化钛的鉴定与分析方法的研究

用硝酸—过氧化氢预先处理试样,溶解其中的碳氮化钛以及各种铁相,分离出低价氧化钛;此后在有二氧化碳(或纯氮气)保护下用硫酸—氢氟酸—磷酸于沸水浴上溶解低价氧化钛。对预处理后的试样中残存的亚铁量另行测定扣除,计算出低价氧化钛的确切含量。     

改性高钛高炉渣的浮选性能

以攀钢高炉渣为原料,采用“选择性分离与长大”的方法使高炉渣中的钛富集于钙钛矿中,然后在常温25℃,pH值9.3下,研究捕收剂油酸、捕收剂A与抑制剂水玻璃、CMC的用量对改性高炉渣中钙钛矿浮选性能的影响.实验结果表明:捕收剂油酸和捕收剂A都能用于改性渣的浮选,但是捕收剂A浮选性能更佳;抑制剂水玻璃和CMC都能抑制脉石,但是水玻璃也抑制钙钛矿浮选,所以CMC更适用于改性高炉渣的浮选.本实验优化出最佳浮选工艺,即为捕收剂A用量600 g/t,CMC用量为1 500 g/t时,浮选效果最为理想.此选冶结合的绿色分离技术适宜于攀钢含钛高炉渣的综合处理.     

用废盐酸从改性高钛渣中浸出钛的试验研究

研究了在常温常压下用废盐酸从高温焙烧改性的高钛渣中浸出钛,考察了废盐酸质量浓度、温度、反应时间、液固体积质量比对钛浸出率的影响。试验结果表明:改性剂与高钛渣质量比为0.7∶1,在850℃下焙烧3h对高钛渣进行改性,然后用浓度为3.6mol/L的废盐酸在温度70℃下搅拌浸出3h,控制液固体积质量比为5∶1,钛浸出率为95.5%,浸出效果较好。