钒钛磁铁矿含碳热压块等温还原机理及动力学

摘要

以钒钛矿含碳热压块新型高炉炉料为研究对象,在1173—1373K之间模拟高炉气氛进行等温还原实验,通过对还原产物进行XRD分析,结合Factsage热力学计算结果,考察其还原过程中物相转变历程,并采用模型拟合方法分析其还原过程表观活化能的变化.结果显示,还原过程中有价组元物相转变历程为:Fe3O4→FeO→Fe;Fe2.75Ti0.25O4→Fe2.5Ti0.5O4→Fe2TiO4→FeTiO3→TiO2;FeTiO3→TiO2;Fe2VO4→V2O3;FeCr2O4→Cr2O3.动力学分析结果表明,还原过程可分为三个阶段,每个阶段的活化能分别为40.26,66.46和90.96kJ·mol-1,初始阶段还原过程受气体扩散和界面化学反应共同控制,随着还原进行限制性环节逐渐转变为界面化学反应控制.