钛氧化物还原与钛渣变稠

采用攀钢高炉现场渣经过还原,获得具有一定钛氧化物还原度的炉渣试样,进一步测定样品的粘度和熔化性温度。随着钛氧化物还原度的提高,炉渣的粘度和熔化性温度总体呈上升趋势。用矿相显微镜研究了炉渣的显微结构前用图象分析仪对渣中TiC、TiN进行了定量研究。结果表明,高钛型高炉渣的变稠还与钛氧化物还原生成的TiC、TiN数量有关。因此高炉冶炼过程中用钛氧化物还原度作为判断和控制钛渣变稠的指标能更准确地反映高炉过程特点。     

碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti(C,N)具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

攀钢高炉渣碳氮化处理中矿化剂对碳氮化钛晶粒的影响

对攀钢高炉渣还原氮化处理,使碳氮化钛晶粒长大到适合的尺度,以便于选矿,最终提取TiC,TiN及TiO2·还原氮化处理后炉渣的X射线及扫描电镜检测发现,渣中的钛组分完全富集于碳氮化钛一相·还原氮化处理时通过向渣中分别加入矿化剂CaO,K2CO3,Na2SO4,改变了液态炉渣的性质,可有效地促进碳氮化钛晶粒长大,其中加入K2CO3的炉渣样品中碳氮化钛晶粒最大,其中最大粒径可达30μm左右;无任何矿化剂的炉渣样品中碳氮化钛晶粒最小且无聚集长大的趋势·     

用高炉钛渣冶炼钛硅合金的研究

介绍了用直流电热法从攀钢高炉钛渣中冶炼钛硅合金的工艺。研究了电硅热法冶炼钛硅合金时渣中ＴｉＯ２的还原贫化规律和直流电对钛硅合金冶炼的作用，用直流电硅热法可生产含Ｔｉ２０％左右的钛硅合金，钛回收率小于６０％．开发了直流电硅铝热法生产钛硅合金工艺，采用直流电硅铝热法可生产含Ｔｉ＞３０％、Ｓｉ＜３５％的钛硅合金，钛回收率大于８０％，铁硅合金可部分取代钛铁用于炼钢，还原残渣可用于制水泥。     

真空还原精炼法制备低氧高钛铁合金

针对铝热还原法制备的高钛铁中氧含量高、夹杂多等缺点,提出了以铝热法高钛铁为原料进行真空还原精炼制备低氧高钛铁的新思路.研究了精炼温度、精炼渣等因素对精炼效果的影响,采用XRD,SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了表征.结果表明:还原精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,氧含量急剧降低;2 000℃时以CaO-Al2O3为精炼渣制备的高钛铁合金中各元素的质量分数分别为钛74.5%,铁18.2%,铝2.17%,硅0.81%,氧3.20%,完全符合优质高钛铁的技术指标.     

碳还原TiO_2的产物及热力学

碳化钛不仅在硬质合金和耐热高强度合金制造过程中占有重要地位,而且在高炉冶炼钒钛磁铁矿或电炉熔炼高钛渣的过程中,都因生成钛的碳氧化物和碳化物而使渣变稠,放渣困难,渣与金属不易分离,破坏炉子的正常操作。近年来国内外的研究工作者对Ti—C—O三元系进行了不少的研究,但是,对高温条件下用碳还原TiO_2的物理化学研究却为数很少,而且实验结果也不一致。本文是对高温还原的热力学和动力学方面的问题进行研究。     

含钛高炉渣高效利用的最新进展

含钛高炉渣是含钛冶金渣中难以处理的一类硅铝酸盐固体废弃物,大量堆积的含钛高炉渣造成了严重的资源浪费和环境污染。因此,开发绿色、高效的含钛高炉渣利用途径是资源节约和环境保护的关键需求。在过去的几十年里,多种途径被用于含钛高炉渣高效利用的研究,并在研究含钛高炉渣的基本特征和开发高效方法等方面取得了重大进展。本文回顾了近年来高效利用含钛高炉渣的各类方法,从用作建筑材料的原料、碳化氯化法提钛、钛合金的制备、酸法、碱熔煅烧法和高温重结晶–富集等角度全面地介绍了高效利用含钛高炉渣的研究进展。重点讨论了各类方法的反应机制和目前的现状。然而,目前的利用方法在效率和成本上仍与实际应用相差很远。因此,开发清洁、高效、大规模利用含钛高炉渣的新方法仍然是一个重要的目标。要实现这一目标,需要重点研究以下三个方面:(1) 发展新兴的理论方法;(2) 开发全面可靠的热力学性质数据库;(3) 开发先进的表征方法。这一系统和全面的回顾将有利于设计高效和低成本的利用路线。     

攀枝花钛精矿真空碳热固相还原

运用FactSage、XRD和BSE-EDS分析手段研究了在1 000～1 400℃下真空碳热还原钛精矿的物相变化及还原历程。结果表明:还原温度能促进还原反应进行和金属铁的形核长大。当温度为1 200～1 300℃时反应最为剧烈;在1 350℃时有硅进入铁相,初期有少量的Fe_2TiO_4→FeTiO_3,钛精矿的还原历程主要为:FeTiO_3→FeTi_2O_5→Ti_3O_5→Ti_2O_3。铁氧化物被还原为金属铁,并形核集聚长大,钛氧化物则由高价态向低价态转变,还原最终主要物相为Ti_2O_3和金属铁。还原过程中会形成(Fe,Mg)TiO_3及M_3O_5型固溶体,遏制铁的还原效果。     

铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响

研究了铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响。结果表明：添加铝粉能提高钒钛磁铁精矿碳热还原反应速率。铝粉添加量越大,还原反应越快。在还原反应过程中,铝热还原反应的发生放出了大量热量,并在其反应界面周围形成局部高温,从而强化碳热还原反应过程,同时促进新生金属铁聚集长大。添加1%铝粉可稍微改善渣金分离;当铝粉添加量大于2%时,由于TiC的生成,渣的流动性变差,渣铁分离效果恶化。     

高炉冶炼钒钛磁铁矿的理论与实践

高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿的主要困难是由钛渣的特殊性质引起的,它们具有脱硫能力低、熔化性温度高以及高温还原变稠等特点,采用质量良好的原料,严格控制生铁含硅,选择适宜的炉渣碱度是解决高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿的主要措施。     

西昌高钛重矿渣混凝土骨料性能试验研究

西昌钒钛资源综合利用项目生产形成的巨量高钛重矿渣,造成了严重的资源利用、环保污染和土地浪费的问题。结合相关规范,对高钛重矿渣加工形成的渣砂和渣石作为混凝土骨料的可行性进行试验研究。研究表明渣砂和渣石为组成成分稳定、无放射性、不具有碱硅酸活性的硅质骨料,骨料的级配、坚固性、堆积密度、压碎值、含泥量、针片状颗粒含量、有害物质含量等物理性能优良。加工形成的渣砂和渣石符合混凝土用骨料的成分组成、物理性能和结构耐久性能要求,可以作为混凝土骨料使用。     

海绵钛生产工艺研究进展

金属钛有着比强度大、耐腐蚀等其他金属无法比拟的特性。钠还原法(Hunter法)已于1993年被彻底淘汰。国际上比较成熟而且工业化的工艺是Kroll法，即镁还原法，该工艺复杂、成本高而且对环境的影响大。目前国际最前沿的是“FFC剑桥工艺”，该工艺采用直接电化学还原，在氯化钙融盐中电解二氧化钛得到海绵钛。该工艺已在实验室取得成功，有着成本低、产品质量高、周期短、应用范围广等特点，是一种清洁的生产工艺。将海绵钛制取的其它工艺与“FFC剑桥工艺”对比的结果是“FFC剑桥工艺”是今后金属钛制取工艺的发展趋势。这种方法也有望应用于其他金属氧化物的电解。     

球磨环境对机械合金化合成纳米TiC的影响

以Ti粉和活性炭粉作为原始粉末在行星式球磨机(QM ISP2)上进行高能球磨,分别在低真空、高真空、Ar、空气+H2和H2等不同球磨环境下机械合金化合成TiC。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对合成产物进行物相和形貌分析,并用热力学和Maurice Courtney模型等理论对其合成机理进行了探讨。结果表明,在5种不同球磨环境下用Ti粉和活性炭粉都能合成TiC,其中在H2环境下的合成速度最快。H2对TiC的机械合金化合成具有加速作用,其机理是H2不仅能促使Ti与活性炭粉末细化,使断裂的新鲜表面保持清洁,而且能使Ti的活性增强。     

承钢高炉炉缸沉积物的形成机理

在热力学分析的基础上,研究了承钢高炉炉缸沉积物的形成机理。结果表明:承钢高炉炉缸沉积物中的高熔点物质主要为TiC及少量的Ti(N,C)、Ti(C,N)。炉渣中的TiO2与焦炭发生直接还原反应生成TiC,随着铁液的形成,渣中的TiC被铁滴吸附,包裹在铁滴周围。TiC包裹着铁液沉降到炉底形成炉缸沉积物;在渣-铁界面和铁水-炉底耐火材料界面,由于浓度梯度和温度梯度的存在析出Ti(N,C)、Ti(C,N),铁水和炉渣团聚在炉缸中形成炉缸沉积物。     

山东某高铁赤泥工艺矿物学研究

采用化学分析、X射线衍射、激光粒度分析、光学显微镜、能谱分析和BPMA等多种分析手段,对山东某高铁赤泥从工艺矿物学角度进行了详细研究.结果表明:赤泥粒度很细,化学成分与矿物(相)组成非常复杂.主要矿物(相)为微粒硅渣、赤铁矿、铁-铝氧化物、褐铁矿,以及微量的硅铝酸钠、铁-钛氧化物、石英、三水铝石、软水铝石、长石、云母等矿物.赤泥中的铁主要赋存于赤铁矿、褐铁矿、铁-铝氧化物和微粒硅渣中.赤泥中微粒硅渣含量较大但其中的矿物(相)粒度很细.充分利用微粒硅渣中的铁、铝、钛、钠是关键.     

表面处理方式对钛/钢复合板界面结合性能的影响

采用真空制坯轧制复合法,在相同的加热温度、轧制道次和压下量等工艺条件下,分别对钢丝刷打磨、酸洗和带水砂带机打磨的表面处理方式,研究了3组钛/钢复合板的界面组织和力学性能.分析了表面处理方式对界面结合性能的影响.结果表明:带水砂带机表面处理方式下的钛/钢复合界面生成连续均匀的TiC层,剪切断口呈韧窝状,界面剪切强度稳定,平均强度达到242.6MPa.其他两种表面处理方式下的钛/钢复合板界面生成断续的TiC层,其剪切强度均未满足国家标准.     

放电等离子烧结制备碳化钛块材研究

利用放电等离子烧结(SPS)对碳化钛(TiC)/氢化钛(TiH2)混合粉末进行烧结以制备块材。利用X射线衍射(XRD)并结合Rietveld精修法对块材进行定性与结构分析;借助扫描电子显微镜(SEM)对块材断面微观形貌进行观察;测试了块材硬度并探讨SPS技术制备TiC块材的致密化过程与反应机理。结果表明:混合粉末经SPS烧结,获得了高度致密的TiC块材;与传统烧结方法比较,SPS技术更具低温快速性。