利用金紅石制備高鈦鐵的研究

高鈦鐵是含鈦量為65%-75%的鈦鐵合金,是一種用途較為廣泛的特種鐵合金.目前生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高鈦鐵的主要方法為重熔法,但該方法主要以廢鈦材為原料,生產(chǎn)成本較高,限制了其廣泛應(yīng)用.本文針對傳統(tǒng)鋁熱還原法制備高鈦鐵存在氧,鋁含量高,雜質(zhì)多等問題提出了一種新工藝.利用金紅石通過鋁熱法制備出粗鈦鐵,然后通過預(yù)熔渣系對粗鈦鐵進(jìn)行重熔精煉,得到鋁,氧含量較低,雜質(zhì)含量少的優(yōu)質(zhì)高鈦鐵. 首先,計算以Al,Mg,Ca分別為還原劑的主要反應(yīng)的絕熱溫度和單位熱效應(yīng),結(jié)果表明,氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以維持整個體系熱量平衡,需要配加發(fā)熱劑氯酸鈉提高反應(yīng)體系的單位熱效應(yīng).通過對反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的計算,表明需要加入堿性更強(qiáng)的CaO來抑制TiO生成,才能使熱還原反應(yīng)進(jìn)行的更徹底,使鈦的回收率提高.同時,CaO能起到造渣的作用,使渣金更容易分離. 其次,通過對以金紅石和鐵鱗為原料,以鋁為主要還原劑制備高鈦鐵的方法進(jìn)行研究,考察了單位熱效應(yīng),石灰配比,螢石配比,爐徑尺寸,配鋁量和復(fù)合還原劑對高鈦鐵制備結(jié)果的影響.實驗結(jié)果表明,單位熱效應(yīng)為3000kJ·kg-1,石灰和螢石配比分別為配鋁量的20%～25%和10%～14%,爐徑尺寸為30cm時,鈦的回收率最高,高鈦鐵中的鋁和氧的含量仍然較高;