Cr2O3在含鈦高爐渣中的溶解及還原行為研究.pdf

1、我國攀西地區(qū)擁有近百億噸的釩鈦磁鐵礦資源，雖然高爐法冶煉普通釩鈦磁鐵礦已經形成了較為成熟的工藝流程，但是攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦儲量最為豐富的紅格礦區(qū)所產“紅格礦”，因其Cr2O3含量較高（0.49%~0.82%），其在高爐流程中的冶煉行為與普通釩鈦礦有差異，目前尚未形成成熟的冶煉工藝流程。因此開展對于Cr2O3在含鈦高爐渣中的溶解及還原行為研究，不僅能為將來開發(fā)利用高鉻型釩鈦磁鐵礦提供理論依據，緩解我國鐵礦石依賴進口的局面，而且還能夠為后續(xù)

2、的釩鉻分離方法提供參考，具有重要學術及應用價值。本文通過理論計算與實驗研究相結合對Cr2O3在含鈦高爐渣中的溶解及還原行為進行了系統(tǒng)研究，得出以下主要結論：
　?、?Cr2O3在含鈦高爐渣中的溶解行為研究
　　理論計算表明：溫度能夠增加Cr2O3在該爐渣中的溶解度；堿度能夠降低Cr2O3在該爐渣中的溶解度；TiO2能夠降低 Cr2O3在該爐渣中的溶解度，但影響較??；Al2O3能夠降低Cr2O3在該爐渣中的溶解度；MgO能夠降

3、低Cr2O3在該爐渣中的溶解度；FeO能夠降低Cr2O3在該爐渣中的溶解度。
　?、?Cr2O3在含鈦高爐渣中的還原行為研究
　　1）理論計算表明：以CO為還原劑，T<1520 K為Cr2O3的穩(wěn)定存在區(qū)，T>1520 K為 Cr的穩(wěn)定存在區(qū)；在鐵水成分不變的情況下，溫度的升高會增加鉻的活度。用C作還原劑還原Cr2O3隨著溫度升高的產物生成次序是Cr3C2→Cr7C3→Cr23C6→Cr。含碳鐵水還原 CaO-SiO2-Al

4、2O3(14%)-MgO(8%)-TiO2-Cr2O3(1%)渣系，當溫度從900℃增加到1600℃，堿度為1.1，TiO2%=20%時，被還原進入到鐵水中Cr的百分含量先增加后趨于平穩(wěn)；當堿度從0.9增加到1.3，溫度為1450℃， TiO2%=20%時，堿度的變化對爐渣中Cr2O3的還原影響較??；當TiO2%從0%增加到25%，堿度為1.1，溫度為1450℃時，TiO2%的變化對爐渣中Cr2O3的還原影響較小。
　　2）在14

5、50℃下進行的熔融還原實驗：隨著反應時間的增加，被還原進入到鐵水中Cr和Ti的質量百分含量增加；隨著TiO2含量的增加，還原反應平衡時被還原進入鐵水中Cr的含量降低；TiO2含量從0%增加到5%時，反應初始階段的還原速率增加，而當TiO2含量從5%增加到20%時，反應初始階段的還原速率降低；理論計算結果與實際實驗結果相吻合，且誤差較小。
　　3）運用多組分耦合反應動力學模型的方法，建立了Cr2O3在15%TiO2含量高爐渣中還原的