高钛型高炉渣与硫酸铵焙烧过程中反应产物的变化与形成机理研究

摘要

高钛型高炉渣富含TiO2,是一种重要的矿物资源.为实现其中TiO的富集,研究了其与硫酸铵的混合物在焙烧过程中反应产物的变化及形成机理.采用TG-DTA和XRD对高钛型高炉渣与硫酸铵混合物的热效应变化和原料及焙烧产物的物相组成进行了表征.结果表明,高钛型高炉渣主要矿物组成为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石,其与硫酸铵的混合物在加热过程中存在3个明显的吸热效应,为硫酸铵自身分解反应及与高钛型高炉渣中金属氧化物的反应和所形成的中间产物的分解反应所引起.在较低的焙烧温度下,硫酸铵分解产物为(NH4)3H(SO4)2,其与钙钛矿和透辉石中的金属氧化物反应可形成CaSO4;在焙烧温度为300～375℃时,镁铝尖晶石中的Al2O3与(NH4)2SO4和(NH4)3H(SO4)2反应形成(NH4)3Al(SO4)3;在375～425℃时,(NH4)3Al(SO4)3与Al2O3反应形成NH4Al(SO4)2;焙烧温度升高至500℃时,NH4Al(SO4)2发生分解生成Al2(SO4)3.