金属矿山

作者：戴蔚,何春林,郑春慧,韦悦周,李杰,赵健

单位：1. 广西大学资源环境与材料学院，广西 南宁 530004；2. 广西有色金属及特色材料加工重点实验室，广西 南宁530004；3. 上海交通大学核科学与技术学院，上海 200240

关键词：钛铁矿 ,碳热还原, 碳氧化钛 ,金属钛,

基金：广西科技重大专项（编号：桂科AA18118030），国家自然科学基金项目（编号：51804084，51774099）

基于 USTB 工艺，以广西某钛业公司的浮选钛铁矿精矿为研究对象，研究钛铁矿精矿直接碳热还原制取碳氧化钛（TiCxO1-x）机理和物相变化过程。采用 XRD、SEM-EDS 和 HSC 热力学软件对碳热还原产物及反应过程进行分析，结果表明：随着碳配比量的增加，还原过程物相主要为：FeTi2O5、Ti2O3、Fe、TiO、TiCxO1-x、TiC；当石墨的配比质量分数为 22.92%~26.61% 时，1 550 ℃氩气气氛下还原 4 h 可得到 TiCxO1-x；结合反应热力学和物相分析结果可知，整个还原过程主要是固相 C 参与还原，CO 还原作用小，还原过程物相演化规律为：FeTiO3→FeTi2O5→Ti2O3+Fe→TiO+Fe→TiC xO1-x+Fe。在 1 550 ℃下，反应生成 TiC 过程主要是固相碳起还原作用，CO 无法起到还原作用；生成碳氧化钛 TiCxO1-x的 ΔG 介于 TiC 和 TiO 之间，属于不完全还原状态，主要通过控制碳配比量在反应温度内即可还原得到碳氧化钛。

来源：2020年第08期

《金属矿山》期刊编辑部

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