含钛高炉熔渣中钙钛矿相析出长大研究

摘要

我国川西地区蕴含大量的钒钛磁铁矿资源，含铁复合矿的利用主要以炼铁为主，原矿中的有价钛元素全部进入渣相中，造成了钛资源的极大浪费。因此对含钛高炉渣中钛资源的提取研究意义重大，且迫在眉睫。
　　实验以攀钢含钛高炉渣中富含钛元素的钙钛矿为研究对象，通过改性处理和控制温度制度使渣中的钛元素尽量赋存到钙钛矿相中并长大，为钙钛矿的分离提供条件。因此，本文研究了温度制度对钙钛矿相析出长大的影响;研究了添加剂和晶种的加入量和类型对钙钛矿相析出长大的影响，结论如下:
　　分别研究了降温速率对原渣和加入添加剂后混合渣的影响，实验结果表明，降温速率为1℃/min的钙钛矿相的析出量要比降温速率为6℃/min的钙钛矿相的析出量多10％，并且粒度也明显粗大。
　　研究了两类添加剂:一类为CaO-CaF2-Al2O3，另一类为钢渣，实验结果表明添加剂的加入能够显著提高钙钛矿相的析出量。
　　研究了三种晶种:TiO2、富钛料B和晶种C的加入量对钙钛矿相析出长大的影响。实验结果表明晶种的加入能够提高钙钛矿相的析出量。晶种添加温度对钙钛矿相析出长大的影响明显，研究表明在1390℃时添加晶种的渣中钙钛矿相的析出量达到27.7％，析出钙钛矿中粒度在30μm以上的占到83.4％。因此，适宜的降温速率为1℃/min，适宜的晶种添加温度为1390℃。当添加剂为CaO-CaF2-Al2O3,并且其加入比例为3∶2∶1时，随着晶种的加入量的变化，钙钛矿相的析出量和析出粒度的变化大体上都呈现了先增加（增大）后减少（减小）的趋势。实验结果表明晶种的加入量为0.5g/500g渣时，钙钛矿相的析出量较大，且粒度大的颗粒所占比重较大。三种晶种均能促进钙钛矿相的析出和长大，对比而言，晶种TiO2的效果更好些，对于本系列添加剂而言是较为适宜的晶种。
　　晶种的加入量为0.5g，考察了钢渣加入量变化对钙钛矿相析出长大的影响。实验结果表明钢渣的加入能显著提高钙钛矿相的析出量，且钢渣的加入量为高炉渣质量的6％～9％钙钛矿相的析出量较大，粒度也比较均匀。研究表明，钢渣加入量固定为7％，萤石的加入对钙钛矿相的析出影响不明显。
　　由实验结果得到最佳工艺条件为:降温速率为1℃/min，晶种添加温度为1390℃，添加剂为CaO-CaF2-Al2O330g/500g渣，晶种为TiO20.5g/500g渣。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 复合矿冶金含钛高炉渣的资源化概述

1．2．1 我国含钛高炉渣的来源

1．2．2 我国含钛炉渣的矿物组成

1．2．3 我国含钛高炉渣的利用现状

1．3 选择性析出与分离技术的研究现状

1．3．1 选择性析出与分离技术的提出

1．3．2 选择性析出与分离技术的可行性研究

1．4 本课题研究的内容与意义

第2章 氧化改性含钛高炉渣钙钛矿的富集

2．1 引言

2．2 氧化热力学分析

2．3 实验流程

2．3．1 实验原料

2．3．2 实验设备

2．3．3 实验方法

2．4 实验结果

2．4．1 降温速率对实验结果的影响

2．4．2 氧化改性高炉熔渣中钙钛矿相析出与粗化

2．4．3 添加剂对钙钛矿相富集长大的影响

2．4．4 晶种对钙钛矿相析出长大的影响

2．5 小结

第3章 温度制度对含钛高炉渣中钙钛矿相富集长大的影响

3．1 引言

3．2 实验过程

3．3 降温速率对钙钛矿析出长大的影响

3．3．1 降温速率对钙钛矿相析出体积分数的影响

3．3．2 降温速率对钙钛矿相粒度分布的影响

3．4 晶种添加温度对钙钛矿相析出长大的影响

3．4．1 晶种添加温度对钙钛矿相析出体积分数的影响

3．4．2 晶种添加温度对析出钙钛矿相粒度的影响

3．5 本章小结

第4章 添加剂及晶种对含钛高炉渣中钙钛矿相富集长大的影响

4．1 引言

4．2 晶种的选取

4．3 添加剂为CaO-CaF2-Al2O3

4．3．1 晶种为A

4．3．2 晶种为B

4．3．3 晶种为C

4．4 添加剂为钢渣

4．4．1 晶种为A

4．4．2 晶种为B

4．4．3 晶种为C

4．5 添加剂为钢渣和萤石

4．5．1 萤石的加入量对钙钛矿相体积分数的影响

4．5．2 萤石的加入量对钙钛矿相粒度的影响

4．6 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢