论文摘要
本文针对酸性钒钛渣电炉还原工艺,进行了钒在铁液和炉渣间分配的热力学研究。并在热力学研究的基础上进行了钒钛渣还原动力学研究。同时还考察钒钛酸性渣还原过程中物相组成、微观构成的演变,以及V、Ti等元素在渣中赋存状态的变化。本文在对国内外关于含钒钛渣还原反应研究状况进行分析的基础上,使用合成渣模拟金属化球团中的酸性渣,进行了渣中钒氧化物还原的实验研究。实验考察了渣铁比、反应温度、初始V2O5含量、初始TiO2含量、初始FeO含量等因素对钒氧化物还原的影响。实验结果表明：在反应温度为1580℃、渣铁比为1:4、合成渣成分和金属化球团中酸性渣成分相同时,酸性钒钛渣钒氧化物还原反应在70min内进行较快,还原率可达到80%,在120min时基本达到平衡,还原率可达92.9%。温度越高,铁浴量越大及渣中（V2O5）初始含量越大都越有利于钒还原反应,提高了反应速率。渣中（FeO）初始含量和（TiO2）初始含量越高都越不利于钒还原反应的进行,降低了反应速率。通过对不同钒氧化物还原率的炉渣的XRD和SEM分析,发现其主要物相组成为镁铝榴石夹杂少量的透辉石和镁黑钛石夹杂少量氧化铁,钛大量赋存在镁黑钛石中。Ti在反应初期（钒氧化物还原率28.75%-38.34%）大部分赋存于长条状Mg3Al4Ti3O25、MgTi2O5固溶体物相中,少部分分散于硅酸盐相和小块粒状物相中,随着还原反应的进行,Ti逐渐从硅酸盐相中析出并与小块粒状物相结合聚集长大成长条状Mg3Al4Ti3O25、MgTi2O5固溶体物相,并最终以此物相存在。V在反应初期（钒氧化物还原率28.75%-38.34%）主要赋存于小块粒状和长条状含钛物相中与钛紧密共生,随着还原反应的进行,V被逐渐还原进入铁液中,在反应后期（钒氧化物还原率71.41%-76.68%）,剩余未被还原的V赋存在硅酸盐相中。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1. 前言1.1.1 钒钛磁铁矿简介1.1.2 钒的物理化学性质及利用价值1.1.3 钒钛磁铁矿的冶炼工艺第二章 文献综述2.1 高炉型钒钛渣中氧化物还原过程研究2.2 钒钛渣中氧化物铁浴熔融还原过程研究2.3 钒钛渣中钒活度系数的研究2.4 钒钛磁铁矿还原过程中渣相组成变化研究2.5 本文研究的目的和内容第三章 酸性钒钛渣还原的热力学研究3.1 实验目的3.2 实验简介3.2.1 实验原料3.2.2 实验装置3.2.3 实验设计3.2.4 实验步骤3.2.5 分析方法3.3 实验结果与分析3.3.1 渣中V价态的确定3.3.2 渗碳过程对V还原反应的影响3.3.3 钒还原反应时间的确定3.3.4 各因素对Lv的影响3.3.5 钒钛渣中三氧化二钒活度系数的研究3.3.6 三氧化二钒活度系数的计算模型3.4 本章小结第四章 酸性钒钛渣钒还原动力学研究4.1 实验装置4.2 实验设计4.3 实验方法4.3.1 实验方法的选择4.3.2 实验步骤4.3.3 分析方法4.4 实验结果及分析4.4.1 钒氧化物还原渣铁间还原机理4.4.2 温度对钒还原反应的影响4.4.3 渣铁比（Ws/Wm）对钒还原反应的影响4.4.4 渣中（FeO）初始含量对钒还原反应的影响2O5）初始含量对钒还原反应的影响'>4.4.5 渣中（V2O5）初始含量对钒还原反应的影响2）初始含量对钒还原反应的影响'>4.4.6 渣中（TiO2）初始含量对钒还原反应的影响4.5 还原率的回归模型4.6 本章小结第五章 还原反应过程渣中钒钛等元素赋存状态研究5.1 实验目的5.2 实验简介5.2.1 实验原料5.2.2 实验装置5.2.3 实验步骤5.2.4 分析方法5.3 实验结果与分析5.3.1 不同钒还原率下各元素的赋存状态5.3.2 不同钒还原率下各物相的迁移变化5.4 本章小结第六章 结论参考文献致谢文中包含图、表、公式及文献
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