鈮鐵礦固相合成及碳熱還原機理研究.pdf

1、鈮是我國比較緊缺的稀有金屬之一，我國的鈮資源80％儲存在包頭白云鄂博礦，且主要以鈮鐵礦、鈮鐵金紅石、易解石等形式存在。鈮鐵礦(FeNb2O6)作為鈮精礦的主要礦物，具有很高的經濟價值。本文人工合成純鈮鐵礦，然后對鈮鐵礦進行碳熱還原，對還原熱力學進行了理論分析。采用等溫和非等溫TG-DSC結合XRD研究了還原反應過程，深入的探討了鈮鐵礦還原的動力學機理。 熱力學分析表明，鈮氧化物的還原順序為Nb2O5到NbO2，NbO2到NbO，

2、NbO到NbC，NbC到Nb。 等溫熱重分析得到了主體還原過程的表觀活化能E=515.2KJ/mol，還原反應的速率常數κ與溫度T的關系為㏑κ=36-61995/T，反應的動力學方程為[(1-α)-1/3-1]2=κt，為三維擴散Z-L-T方程，表明氣體CO在產物層中過的內擴散為整個反應的限制性環(huán)節(jié)。 對非等溫熱分析及XRD分析表明，FeNb2O6碳熱還原分兩步進行：在1100-1240℃，FeNb2O6首先被還原為金屬