添加剂强化钛铁矿固态还原研究

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1、中南大学硕士学位论文添加剂强化钛铁矿固态还原研究姓名：游高申请学位级别：硕士专业：钢铁冶金指导教师：郭宇峰20090501硕士学位论文摘要(4)对添加碱金属添加剂的钛铁矿在弱还原气氛下高温性能试验结果表明，碱金属添加剂对钛铁矿软熔性能影响的差异较小，其对钛铁矿软熔性能影响并不是导致不同添加剂还原程度差异的主要原因。(5)碱金属盐类添加剂中阴离子(基团)对钛铁矿固态还原反应具有重要影响。各种添加剂与杂质镁的作用及对Mg、AI、Si和Ca迁移行为影响的研究结果表明，硼砂不但能有效地消除了MgO对还原不利的影响，还可以消除其它杂质成分的富集现象。其他添加剂可以在一定程度上减小

2、Mg、AI、Si和Ca的富集现象，但其效果弱于硼砂。(6)等温还原动力学分析结果表明，预氧化钛铁矿还原反应初始阶段，即Fe3-Fe2+阶段，为钛铁矿还原过程受界面化学反应控制。当反应进入Fe2+一Feo阶段，在1000℃和1050℃时，还原反应主要受CO气体通过固相产物层扩散控制。在1100℃和1150℃时，还原反应主要受界面化学反应控制。预氧化钛铁矿还原反应限制性环节发生变化的原因是反应机理发生了改变，在1000℃和1050。C时，钛铁矿还原为亚铁板钛矿为主反应，在1100"C和1150℃时，亚铁板钛矿及钛氧化物的进一步还原为主反应。硼砂不改变上述动力学规律，但添加硼

3、砂提高了气体有效扩散系数和化学反应表观速率常数。关键词：岩矿型钛铁矿，固态还原，动力学，碱金属添加剂Ⅱ硕士学位论文ABSTRACTSolid。statereductionreactionofilmeniteiSimpotanttoprocessesoftitanium-richmaterialproduction，suchastwo—stagereductionfollowedbysmeltingprocess，weakreductionfollowedbyacidleachingprocess，deeplyreductionfollowedbycorrosionpro

4、cessandreduction—magneticseparationprocess．Therefore，thestudyonstrengtheningsolid—statereductionofilmeniteisofgreatimportanttotheinnovationofpresentprocessforproductionoftitanium-richmaterialprocessesfromilmeniteandtodevelopmentofnewprocessesbasedonreductiontechnology．Inthispaper，theabun

5、dantlyreservedPanzhihuailmeniteresourcesinChinaweretakenasthemainresearchobject．Basedonthethermodynamicscalculationofilmenitereduction，theeffectsofalkalimetaladditivesonreductionofthepre—oxidizedilmeniteandkineticsbehaviorsweresystematicallystudied．Themechanismofstrengtheningofalkalimeta

6、ladditivesonreductionofpre-oxidizedilmenitepelletwasstudiedbyX-raydiffraction，opticalmicroscopy，scanningelectronmicroscopyandothermodemmicro—testingtechniques．Themainresultsaquiredinthestudytumedouttobeasfollowing：Inthisstudy，thefollowingmajorresults：(1)Thermodynamicstudiesofilmeniteredu

7、ctionreactionshowthatilmenitereductionneedshighCOconcentration，equilibriumconcentrationshouldbemorethan90％．Asthereductionwiththe99．99％COgas，whenthetemperatureishigherthan167。C，Ti02maybereducedtoTi305；whenthetemperatureiSover242℃，Ti203maybegenerated；afterthetemperaturereac