鈦鐵礦還原強(qiáng)化技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、本文以儲量豐富的我國攀西鈦鐵礦資源為對象,系統(tǒng)研究了高壓輥磨預(yù)處理及添加劑對攀西鈦鐵礦還原的影響,運(yùn)用動力學(xué)分析法及X-射線衍射儀、光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡等現(xiàn)代微觀測試手段,對高壓輥磨預(yù)處理及添加劑強(qiáng)化鈦鐵礦球原的機(jī)理進(jìn)行了深入研究,取得以下結(jié)論：
　　 ⑴高壓輥磨能顯著提高鈦鐵礦還原產(chǎn)物的金屬化率,但不改變還原反應(yīng)的控制性環(huán)節(jié)。在1000℃～1150℃范圍內(nèi),高壓輥磨預(yù)處理鈦鐵礦還原反應(yīng)過程仍受界面化學(xué)反應(yīng)控制,但與未預(yù)處理相比

2、,表觀反應(yīng)活化能降低了18.751kJ/mol。高壓輥磨的作用機(jī)理為,高壓輥磨預(yù)處理可以使細(xì)粒級含量明顯增多,比表面積大幅度增加,改善還原反應(yīng)過程的動力學(xué)條件。
　　 ⑵添加劑能進(jìn)一步提高高壓輥磨預(yù)處理鈦鐵礦還原產(chǎn)物的金屬化率,但是不同種類的添加劑提高幅度各不相同。添加Na2B4O7提高的幅度最大,其還原產(chǎn)物的金屬化率較原礦提高了3.73％,其次是Na2CO3,提高了3.31％,再次是NaF、NaOH、Na2SO4和NaCl。<

3、br>　　 ⑶添加劑對高壓輥磨預(yù)處理鈦鐵礦還原反應(yīng)非等溫動力學(xué)的影響研究表明,除硼砂外,其它添加劑的非等溫還原曲線有相似的規(guī)律,在1000℃之前,對還原反應(yīng)速率影響較大,之后,對還原反應(yīng)速率影響減小,還原反應(yīng)速率趨近于未加添加劑。硼砂對反應(yīng)速率的影響則相反,當(dāng)溫度高于1100℃時,還原反應(yīng)速率大于未加添加劑。
　　 ⑷硼砂對高壓輥磨預(yù)處理鈦鐵礦還原反應(yīng)等溫動力學(xué)的影響研究表明,在1000℃～1150℃范圍內(nèi),添加硼砂后,還原過

4、程仍受界面化學(xué)反應(yīng)控制,與未加硼砂的高壓輥磨預(yù)處理鈦鐵礦相比,表觀反應(yīng)活化能降低了8.687kJ/mol。
　　 ⑸硼砂強(qiáng)化鈦鐵礦還原的微觀機(jī)理主要是其中的硼酸根能與鈦鐵礦中MgO和MnO反應(yīng),阻滯Mg和Mn向未反應(yīng)核遷移富集效應(yīng),改善了鈦鐵礦還原過程中亞鐵板鈦礦的還原。
　　 ⑹研究了高壓輥磨對鈦鐵礦還原的影響及機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,對添加劑強(qiáng)化鈦鐵礦還原的機(jī)理進(jìn)行了深入研究,開發(fā)出了高壓輥磨與添加劑協(xié)同強(qiáng)化鈦鐵礦還原新技