攀西微细粒钛铁矿工艺矿物学特征

以传统工艺矿物学研究方法为基础,结合化学分析、XRD,SEM及MLA等手段,对微细粒钛铁矿物料的化学组成、矿物组成、粒度分布、矿物嵌布特征进行了研究,在此基础上,对物料分选特性进行了讨论分析.研究结果表明:物料中67.04%的有价元素Ti赋存在钛铁矿中,脉石矿物主要为钛辉石、绿泥石和长石;物料中-19μm粒级产率达74.33%,其中各矿物粒度分布差别较大,有用矿物粒度较脉石矿物细;钛铁矿矿物单体解离度为90.43%,与钛辉石紧密连生.该研究结果为攀西微细粒钛铁矿物料的高效回收提供了依据.     

月球冶金技术的发展前景

        探月行动自阿波罗登月计划以来经历几次起落,但是可以预见的是,对月球的开发是人类以后将会面临的共同课题。各国对月球的科学研究中,关于月球矿产资源的贫富、分布状况都获得了比较确实的信息,对于这些矿产资源的利用也已经开始了研究。但从冶金工程角度研究月球原位资源利用技术的工作还不多。利用月球自有矿产资源提取金属原料,可以有力保障月球开发过程中的基础建设项目,加快月球开发的速度。通过对月球资源和能源的考察,以月表主要矿物钛铁矿为例,总结了适用于月球环境的冶金方法,并探讨月球冶金工业的建设原则和研究方向。     

Synthesis of titanium oxycarbonitride by carbothermal reduction and nitridation of ilmenite with recycling of polyethylene terephthalate (PET)

An innovative and sustainable carbothermal reduction and nitridation (CTRN) process of ilmenite (FeTiO₃) using a mixture of polyethylene terephthalate (PET) and coal as the primary reductant under an H₂-N₂ atmosphere was proposed.The use of PET as an alternative source of carbon not only enhances the porosity of the pellets but also results in the separation of Fe from titanium oxycarbonitride (TiO_xC_yN_z) particles because of the differences in surface tension.The experiments were carried out at 1250℃ for 3 h using four different PET contents ranging from 25wt% to 100wt% in the reductant.X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX),and LECO elemental analysis were used to study the phases and microstructures of the reduced samples.In the case of 75wt% PET,iron distinctly separated from the synthesized TiO_xC_yN_z phase.With increasing PET content in the sample,the reduction and nitridation rates substantially increased.The synthesis of an oxycarbonitride with stoichiometry of TiO_0.02C_0.13N_0.85 with minimal intermediate titanium sub-oxides was achieved.The results also showed that the iron particles formed from CTRN of FeTiO₃ exhibited a spherical morphology,which is conducive for Fe removal via the Becher process.     

还原钛铁矿中金属铁锈蚀反应速率过程的强化

以攀枝花还原钛铁矿为原料,研究在NH4Cl溶液体系下盐酸和氧气对还原钛铁矿中金属铁锈蚀反应过程及钛铁分离效果的影响.研究结果表明:添加盐酸后,还原钛铁矿中金属铁的锈蚀反应有转变为浸出反应的倾向;通入氧气后,还原钛铁矿中金属铁的锈蚀反应历程没有发生变化,锈蚀反应速度显著加快,钛铁分离效果明显改善;还原钛铁矿中金属铁的锈蚀反应过程受内扩散控制,通入氧气后锈蚀反应的表观活化能由通入空气时的13.28kJ/mol降低至8.12 kJ/mol,氧气加快内扩散过程,促进还原钛铁矿中金属铁锈蚀过程的阴极反应,从而加快金属铁的锈蚀反应速率.     

氧化剂对低浓度硫酸溶解钛铁矿的影响

采用加入氧化剂和降低硫酸浓度等方法对传统的钛白粉生产工艺进行改进,探讨了氧化剂加入量、硫酸浓度、搅拌速度、反应时间等条件对钛铁矿酸解率的影响.通过正交实验获得了氧化剂对低浓度硫酸溶解钛铁矿的最佳工艺条件:KMnO4的加入量为钛铁矿质量的0.5％,硫酸浓度为60％,在600 r/min的搅拌速度下,控制温度为150℃后连续反应60 min.按这些工艺条件,钛铁矿酸解率可达到96％.     

金属离子在油团聚体系中行为的研究

本文对金属离子Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),Fe(Ⅲ)在细粒钛铁矿、长石体系油团聚中的行为进行了研究,根据溶液化学计算及ζ电位,吸附量和XPS测定结果可知:Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),Fe(Ⅲ)活化长石的主要组分分别是Ca(OH)~ ,Mg(OH)_(2(S))和Pe(OH)_(3(S)),前者通过静电吸附于长石表面,吸附强度低,而后两者通过向长石表面沉积吸附于长石表面,吸附强度高。在上述研究基础上,进一步考查对金属离子的去活,以强化钛铁矿与长石的油团聚法分离。实验结果表明:草酸是最有效的去活剂,通过与Fe(Ⅲ)反应,形成螯合物并转入液相,达到对Fe(Ⅲ)的去活功效,这一结论被XPS测试结果所证实。     

预氧化在攀枝花钛铁矿固态还原过程中的作用

研究了预氧化对攀枝花钛铁矿还原行为的影响.结果表明:预氧化加快了钛铁矿铁氧化物的还原速率,提高了还原产物铁的金属化率.其作用机理是:钛铁矿在预氧化过程中形成了假金红石、三氧化二铁、金红石和三价铁板钛矿等新的物相,破坏了原有矿物结构,颗粒内部形成了大量孔隙,有利于增大颗粒的比表面积,改善还原过程气体的扩散条件;经预氧化处理的钛铁矿在预氧化过程中形成的新物相将被重新还原,新生钛铁矿活性高,还原产物的显微结构也得到了进一步的改善.     

攀枝花钛铁矿固态还原行为

以我国攀枝花钛铁矿为研究对象,研究钛铁矿固态碳热还原反应的宏观动力学、钛铁矿还原产物的物相转变及显微结构的变化规律,探讨攀枝花钛铁矿固态碳热还原行为。研究结果表明:钛铁矿精矿还原速率较小,在温度为1000～1150℃时,攀枝花钛铁矿精矿的还原过程受界面化学反应控制,反应的表观活化能为125.92 kJ/mol;在钛铁矿还原过程中,将会形成M3O5型(M为Fe,Ti,Mg和Mn等)固溶体和TinO2n-1等导致铁离子活度降低的物相,使钛铁矿的还原难度加大,而且还原产物的结构和Mg在未反应内核处的富集都阻碍了攀枝花钛铁矿精矿的进一步还原。     

NH_4OH水热体系分解钛铁矿清洁生产二氧化钛的热力学研究

利用HSC6.0程序对NH4OH水热体系分解钛铁矿过程进行了热力学计算分析.结果表明,在400⁶00K温度范围内,钛铁矿在NH4OH水热体系中的分解过程具有很强的反应趋势,其分解产物钛酸铵经水解、煅烧后可得高纯度TiO2,生产工艺优于现行的氯化法和硫酸法.     

H+2注入法研究钛铁矿还原微观机理

在室温条件下对钛铁矿进行了注入H 2离子实验,结合透射电镜观察,研究了钛铁矿还原过程中的微观机理. 实验发现,注入H 2离子后,[1-10]方向的金属铁晶体在[1-4 3-1]方向的钛铁矿晶体上生成;在钛铁矿还原过程中,金属铁的(2-2-2-)或(222)晶面优先由钛铁矿的(42 6-4-)和(4-2-64)晶面转变而来,钛铁矿还原到铁的结构变化是一个渐变过程.