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空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响.pdf

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资源描述

1、第14卷第3期2024年3 月doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2024.03.007有色金属工程Nonferrous Metals EngineeringVol.14,No.3March2024空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响李鑫,王鑫博,许帅鹏,张少博,谢(东北大学冶金学院,沈阳110 8 19)摘要:采用XRD、SEM、ED S、Ima g e-J等分析手段,探讨空气和钛精矿对含钛熔渣中钛资源富集行为的影响。通过对含钛混合熔渣改性,熔渣中钙钛矿晶体形状发生变化,降低钙钛矿晶体运动阻力,方便上部钙钛矿晶体向下部迁移和富集,得到高品位人造钙钛矿精矿。结果

2、表明:合适的氧化时间有利于熔渣中的低价钛向高价钛转化,适量的添加钛精矿有利于促进钙钛矿晶体的成核,以球形晶体析出。因此,在较佳氧化时间2 min和较佳钛精矿添加量12%共同作用下,Ti组分以球形钙钛矿晶体富集于改性渣底部,钙钛矿体积分数由2 5.12%增加到6 1.50%。关键词:含钛高炉渣;钢渣;氧化;钛精矿;钙钛矿中图分类号:TF823靖,张力文献标志码:A文章编号:2 0 95-17 44(2 0 2 4)0 3-0 0 51-12Effect of Air and Concentrate of Titanium on Enrichment Behavior ofPerovskite i

3、n Titanium-Containing Mixed SlagLI Xin,WANG Xinbo,XU Shuaipeng,ZHANG Shaobo,XIE Jing,ZHANG Li(School of Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110819,China)Abstract:XRD,SEM,EDS and Image-J analysis were performed to explore the combined influence of air andconcentrate of titanium on the enrichm

4、ent behavior of titanium resources in Ti-bearing blast-furnace slag.Bymodifying the titanium-containing mixed slag,the shape of perovskite crystals in the slag is changed,the movementresistance of perovskite crystals is reduced,the upper perovskite crystals are convenient to migrate and enrich to th

5、elower part,and high grade artificial perovskite concentrate is obtained.The experimental results show that suitableoxidation time is conducive to the conversion of low-priced titanium to high-priced titanium in the slag and properaddition of titanium concentrate is beneficial to promote the nucleat

6、ion of perovskite crystals and precipitate sphericalcrystals.Therefore,Ti components are enriched in the bottom of the modified slag with spherical perovskite crystalsunder the optimum oxidation time(2 min)and the optimal added amount of concentrate of titanium(12%),and thevolume fraction of perovsk

7、ite increases from 25.12%to 61.50%.Key words:titanium-bearing blast furnace slag;steel slag;oxidation;concentrate of titanium;perovskite中国是钛资源大国,钛资源占全球总量的28%,钛储量位居世界第一位1。钛组分主要赋存于钒钛磁铁矿中2-3,钒钛磁铁矿资源主要分布于四收稿日期:2 0 2 3-10-2 0基金项目:国家科技支撑计划项目(2 0 15BAB18B00)Fund:Support by the National Science and Technolo

8、gy Support Program of China(2015BAB1800)作者简介:李鑫(1998 一),男,硕士研究生,主要研究方向为含钛高炉渣中有价资源回收利用。通信作者:张力(196 9一),男,蒙古族,博士,教授,主要研究方向为熔渣冶金、矿物重生与资源利用。引用格式:李鑫,王鑫博,许帅鹏,等,空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响J.有色金属工程,2 0 2 4,14(3):51-6 2.LI Xin,WANG Xinbo,XU Shuaipeng,et al.Effect of Air and Concentrate of Titanium on Enrichment

9、Behavior of Perovskite in Titanium-Containing Mixed SlagJJ.Nonferrous Metals Engineering,2024,14(3):51-62.川攀枝花、西昌、河北承德等地L-6。钒钛磁铁矿经高炉冶炼流程,约50%的钛以TiOz的形式进入炉渣,形成含钛高炉渣(渣中TiO,达到2 4%)7,无法52利用。含钛高炉渣中低价钛氧化物和TiN、T iC 等高熔点化合物,增加熔渣黏度,使得渣铁分离困难,造成生铁资源的浪费8-91。目前,我国含钛高炉渣累积约8 0 0 0 万t10-1,大量堆存,既污染环境,又浪费资源12 ,高效处理利用

10、含钛高炉渣对我国钛资源综合利用具有重要意义。我国科研工作者对含钛高炉渣的二次综合利用进行了大量研究,研究思路主要分为两种:建材和提钛利用。含钛高炉渣除少量应用于建材外,基本处于堆存,且建材使得钛、钒等有价组分未得到提取和利用,造成了钛资源的浪费13。提钛利用的具体研究如下:1)酸浸,浓硫酸或浓盐酸高温酸浸进行分离,酸耗大、环境污染大14-17;2)碱熔十水浸或NaOH浸出,碱耗大、碱熔温度高、碱挥发严重、污染大、成本高1-191,3)高温碳化-低温氯化,能耗大、氯化残渣无法处理,污染严重,严重限制其应用2 0-2 1;4)制备钛合金,该方法中产品无市场2 2-2 3,5)选择性析出技术,实现钛

11、组分选择性富集于钙钛矿相或黑钛石相或碳化钛并长大,后续采用浮选或重选或磁选或电选分离,由于钙钛矿密度小,黑钛石相易碎,碳化钛细小,分离困难2 42 5;6)超重力技术实现钙钛矿相或黑钛石相或碳化钛沉降分离,该技术设备复杂、处理量小2 6-2 8 。张力研发“熔渣冶金,矿物重生与资源循环利用Table 1 Main chemical composition of the titanium-containing blast-furnace slagCompositionCaoContent29.99有色金属工程平台技术”,在平台技术基础上,研发了“含钛混合熔渣(含钛高炉熔渣与熔融钢渣)熔融氧化新技

12、术”。新技术利用含钛熔渣与熔融钢渣的物理热与高化学活性,通过冶金、地质、材料、热能及矿物加工等交叉学科技术,有价组分迁移进入含钛富集相,在结晶与重力的作用下,实现含钛矿相沉降分离,含钛矿相由“贫矿”到“富矿”的转化,具有流程短、无需加热、物理分离及处理量大等优点12 本文以混合的含钛高炉渣和钢渣为原料,利用XRD、SEM、ED S、I m a g e-J等分析方法确定改性渣中钙钛矿晶体的形状和体积分数。通过对含钛混合熔渣改性,使得熔渣中钙钛矿晶体形状发生变化,降低钙钛矿晶体运动的阻力和到达熔渣底部所需时间,方便上部钙钛矿晶体向下部迁移和富集。同时研究了氧化时间和钛精矿添加量对含钛熔渣中钙钛矿晶

13、体形状改变和沉降富集行为的影响。1实验1.1实验原料实验原料采用四川某钢厂提供的含钛高炉渣,其化学成分组成的XRD、SEM 和EDS分析如表1、图1、图2 和表2 所示。某企业提供的钢渣,其化学成分组成如表3所示。实验添加剂为钛精矿,其化学成分如表4所示。表1含钛高炉渣的主要化学成分TiO2SiO219.4119.21Perovskite*SpinelMeliliteADiopsideFes第14卷/%Al2O3MgO12.318.00Fe2O34.43Mno0.79SO:0.46100um10Fig.1 XRD pattern of the titanium bearing blast fu

14、rnace slag20图1含钛高炉渣XRD图谱3040506020/()708090图2 含钛高炉渣SEM图像Fig.2 SEM image of the titanium bearingblast furnace slag第3期PointP1P2P3P4PsCompositionContentCompositionContent由表1和图1可知,含钛高炉渣中的TiO2含量为19.41%,属于中钛型含钛高炉渣。含钛高炉渣矿相复杂,包括钙钛矿、尖晶石、黄长石等多种矿相。由图1、图2 和表2 分析可知,含钛高炉渣的物相组成为钙钛矿、镁铝尖晶石、黄长石、含钛透辉石和硫化亚铁,Pi为钙钛矿,P2为镁

15、铝尖晶石,Ps为黄长石,PA为含钛透辉石,P,为硫化亚铁。统计含钛高炉渣中钙钛矿的体积分数为2 2.6 1%。钒钛磁铁矿在进行高炉冶炼过程中,在焦炭的还原作用下,有部分Ti的高价氧化物被还原为Ti的低价氧化物和Ti(C,N)29,在进行渣铁分离后,中钛型含钛高炉(a)Upper李鑫等:空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响表2 图2 中各点的EDS分析结果Table 2EDS analysis results of each point in Fig.20Mg27.481.0133.7518.8235.189.8738.903.5500.04Table3Chemical composi

16、tion of vanadium bearing stel slagCaoFe2O348.2328.13Table 4Chemical composition of concentrate of ilmeniteFe2O3TiO245.8445.8053/%A1Ca1.8430.9941.430.1210.2320.2110.6620.270.070.16表3含钒钢渣的化学组成SiO2P2O;7.374.85表4钛精矿的化学组成MgOSiO24.502.28渣还含有少量Ti(C,N),其含量约为0.2%,在进行XRD分析时,无法检测出来。本实验的含钛混合熔渣是含钛高炉熔渣与熔融钢渣按照4:1的

17、质量比例进行混合熔融,其SEM图像如图3所示。对含钛混合熔渣样品的SEM图像随机选取10个视域,观察含钛混合熔渣高中上部钙钛矿晶体细小且互相联结,成网络状的树枝晶,下部钙钛矿的微观形貌多为形状不规则的非球形颗粒状,统计含钛混合熔渣中上下部钙钛矿的体积分数分别为16.49%和2 5.12%。(b)BottomFe0.091.580.454.0262.30Mn0.110.430.231.411.55Ti34.121.812.004.930.01MgO4.50Al2O30.94V0.391.870.070.180.02Al2O32.17Mno0.92Si3.970.1621.2716.080.14S

18、00.020.04035.71/%V2050.79/%Cao0.28100um图3含钛混合熔渣的SEM图像Fig.3 SEM images of the mixed slag containing titanium1.2实验方法使用破碎机和盘磨机将含钛高炉渣、承德钢渣和钛精矿进行破碎研磨,使其粒度达到2 50 m以下。用天平称取40 0 g含钛高炉渣、10 0 g承德钢渣和一定量的钛精矿。钛精矿的质量百分比分别为4%、8%、12%和16%,将含钛高炉渣、承德钢渣和钛精矿混合均匀装人刚玉埚,放置于MoSiz电阻炉中进行高温熔炼。温度达到1450,电阻炉保温6 0 min。设定空气流量为2 L/m

19、in,氧化时间分别为1、2、3和4min,压缩空气通过刚玉管通人高温混合熔渣中进行氧化反应。到达要求的氧化时间,停止通入空气。以5/m i n 的降温速率降至10 0 0,随炉冷却至室温。将改性渣破碎,取30 g的改性渣,将其粒度研54磨至7 4m进行XRD分析,取粒径约1.cm的块状改性渣进行SEM和EDS分析。钛精矿添加量计算公式:钛精矿添加量一钛精矿质量分数(含钛高炉渣质量十承德钢渣质量)(g)2结果与讨论2.1氧化时间对含钛混合熔渣中钙钛矿富集行为的影响为研究氧化时间对含钛混合熔渣中钙钛矿析晶及富集沉降行为的影响,固定钛精矿添加量为8%,氧化时间依次为1、2、3和4min。经过高温熔融

20、、氧化、冷却降温得到不同改性渣下部的XRD图谱和SEM图像如图4和图5所示,图4各点的EDS分析如表5所示。由图4可知,当氧化时间分别为1、2、3和4min,改性渣下部的组成相为钙钛矿、镁铝尖晶石、黄长石、含钛透辉石和硫化亚铁。由SEM和EDS分析(图5和表5)可知,Pi、P。、P1和P16为钙钛矿,(a)lmin有色金属工程(d)4 min(c)3min(b)2min(a)1 min1020图4不同氧化时间下改性渣的XRD图谱Fig.4XRD patterns of modified slag withdifferent amounts of oxidation timeP2、P、P12 和

21、P17为镁铝尖晶石,P3、P:、P13和P18、为黄长石,P4、P、Pi 4和Pi。为透辉石,P,、P10、Pi s 和P20为硫化亚铁,与XRD分析结果一致。(b)2min第14卷PerovskiteSpinelMeliliteDiopsideFes304050201()60708090100 um100um(c)3min(d)4min100 um图5不同氧化时间改性渣的SEM图像Fig.5 SEM images of modified slag with different oxidation time100m第3期PointPIP2P3P4PsP6P7P8P9PioPllPi2P13P1

22、4P15P16P17Pi8P19P20含钛高炉渣、钢渣、钛精矿经过高温冶炼,得到改性渣。在还原性条件下,钛组分的还原顺序由TiO,TigOTiz OsTiOTiC301,且随着冶炼温度的上升,渣中TisOs、T iz O:和TiO浓度增大31。向熔渣中通人空气,存在如下氧化反应:2TiC(s)+3O,=2TiO,+2CO2TiN(s)+20,=2TiO,+N22(TiO)+20,=2(TiO02)2(Ti2O:)+O,=4(TiO2)2(Ti;O,)+O,=6(TiO,)氧化时间由1min增加至2 min,钙钛矿的最强衍射峰强度增大,改性渣底部钙钛矿晶体的体积分数和尺寸均有增大现象,聚集现象明

23、显。这是因为钛精矿在12 0 0 140 0 会生成Ti;Os、T iO 和TiOs。初始氧化阶段,熔渣中的 TiC、T i N和Ti的低价氧化物部分被氧化为Ti的高价氧化物,提高了改性渣中TiO,的含量。氧化的热效应使熔体温度迅速升高,高黏度的Ti的低价氧化物被消耗,使得熔渣黏度降低,利于TiO2的传质,促进了钙钛矿晶体的成核与生长,渣中的钙钛矿析出量增大。由图6 和图7 可知,氧化时间由1min增加至李鑫等:空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响表5图5中各点的EDS分析结果Table 5EDS analysis results of each point in Fig.50Mg2

24、3.840.2127.8319.3733.275.5029.448.320030.890.0933.3516.5231.397.2836.326.8900.0230.100.0535.4418.6436.015.8836.477.860029.010.0833.4417.3434.723.6835.701.4920.740.3555/%A1Ca0.2432.6043.680.196.9431.4610.9920.830.160.430.2130.3036.980.2310.7320.438.7317.580.080.280.4531.0240.500.166.1329.769.5618.140

25、.090.420.4931.6438.710.265.5129.9817.8013.150.912.96(1)(2)(3)(4)(5)Fe0.302.382.160.8661.840.485.891.222.9863.490.181.400.920.7460.780.205.112.583.8070.502min,改性渣下部的钙钛矿体积分数由2 9.37%增加至41.91%,延长氧化时间为3min和4min时,改性渣下部的钙钛矿体积分数分别降至39.0 7%和36.12%。根据反应式和牛顿黏性定律可得,继续向熔渣中吹人空气将增加熔渣黏度,影响钙钛矿晶体的析出与富集。2FeS+O,=2FeO+S

26、F=-nAdod.c=式中:F是熔渣层内摩擦力;A是熔渣层面积;ndy是黏度系数;是熔渣层间的速度梯度;是运动dx黏度;是熔渣密度;氧化初始阶段结束,渣中被还原态物质被氧化,氧化驱动力变缓,低价钛减少,且熔渣中部分硫化亚铁与氧气反应生成 S与 FeO,熔渣中 FeO含量增加,提高了熔渣的黏度系数F31,根据牛顿黏性定律分析,熔融层间的内摩擦力增大,影响钙钛矿结晶和沉降过程,使得下部改性渣中钙钛矿的体积分数降低。综上所述,较佳的氧化时间为2 min。Mn0.250.600.140.271.560.130.590.460.480.320.080.360.610.151.4500.500.241.1

27、80.63Ti42.202.750.775.220.6237.443.266.548.180.4037.371.673.684.830.2737.261.529.230.322.98V0.212.950.040.200.190.383.060.410.060.040.651.610.550.210.081.172.930.3200.13Si0.170.2419.6823.860.150.070.0720.9918.770.240.100.1414.8820.830.120.100.1713.8026.570.45S000.05035.0500.040.540.0135.1300.031.581

28、.2136.820.060.020.0301.00(6)(7)(8)56有色金属工程第14卷(a)1minupperBotto100m100um(b)2minUpperBottom100m100m(c)3minBotton100m100m(d)4minBottom100um图6 氧化时间对渣中钙钛矿分布的影响Fig.6 Influence of oxidation time on the distribution of perovskite in slag100um(a)4%第3期8070605040302014.85100图7不同氧化时间下改性渣的钙钛矿体积分数占比Fig.7Volume f

29、raction of perovskite inmodified slag with different oxidation time2.2钛精矿添加量对含钛混合熔渣中钙钛矿富集行为的影响为研究钛精矿添加量对含钛混合熔渣中钙钛矿富集行为的影响,确定较佳的氧化时间为2 min,钛精矿添加量依次为4%、8%、12%和16%。经过高温熔融、氧化、冷却降温得到不同的改性渣下部的XRD图谱、SEM图像和钙钛矿的体积分数依次如图8和图9所示,图9各点的EDS分析如表6 所示。(a)4%李鑫等:空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响UpperBottom41.9139.0729.3715.502Ox

30、idation time/min57Perovskite*SpinelMelilite(d)16%DiopsideFes36.12(c)12%(b)8%15.5915.9334人11020图:不同钛精矿添加量下改性渣的XRD图谱Fig.8XRD patterns of the modified slag withdifferent amounts of concentrate of ilmenite由图8 可知,当钛精矿添加量依次为4%、8%、12%和16%,改性渣的组成相为钙钛矿、镁铝尖晶石、黄长石、含钛透辉石和硫化亚铁。由SEM和EDS分析(图9和表6)可得,Pi、P。、Pn 和P16为钙

31、钛矿,Pz、Pz、Pi 2 和Pi为镁铝尖晶石,P3、Ps、Pi 13和Pis为黄长石,P、P。、Pi a 和Pig为透辉石,Ps、Pi o、Pi s和P2o为硫化亚铁,与XRD分析结果一致。(b)8%304020/()5060708090100m100m(c)12%(d)16%100m图9不同钛精矿添加量下改性渣的SEM图像Fig.9 SEM images of the modified slag with different amounts of concentrate of ilmenite100m58PointPiP2P3P4PsPoP7P:P9P10PilP12PisPi4P15P1

32、6P17P18P19P20当钛精矿添加量由4%增加至12%,钙钛矿的最强衍射峰强度增大,改性渣下部钙钛矿体积分数由33.2 5%增加至41.9 1%和6 1.50%,钙钛矿晶体成球型富集于改性渣底部。钛精矿的添加促进熔渣中TiO,与CaO结合生成CaTiO,Ca T i O s 通过扩散到达晶体表面,在晶体表面吸附迁移,结合后进人晶格,晶粒逐渐长大。钛精矿的添加使得熔渣达到过饱和状态,提高了钙钛矿的成核速率。生成球形晶核速率公式32 为:J=kexp(-1(RT)n(s/S.)16式中:J是均相成核速率;k是比例常数;os-1为结晶颗粒与熔体间的界面张力;是结晶物质的密度;M是结晶物质的摩尔质

33、量;(S/S。)是过饱和率。观察不同钛精矿添加量下,改性渣上下部钙钛矿形状和体积分数(见图10 和图11)。在未添加钛精矿情况下,含钛混合熔渣上部钙钛矿成网络状的树枝晶。钛精矿添加量为4%时,改性渣上部由枝晶状转变为十字晶。继续添加钛精矿至8%时,改性渣上部的钙钛矿形状由十字晶向正方体形晶体转化,当钛精矿添加量超过12%时,改性渣中上部的钙钛晶体矿多以圆形小颗粒弥散在改性渣中。钛精矿的添加增加TiO2过饱和率(S/S。)33,提高钙钛矿晶体的成核速率,在高过有色金属工程表6 图9 中各点的EDS分析结果Table 6EDS analysis results of each point in F

34、ig.90Mg30.100.0535.6118.7528.6014.7926.2710.280022.420.0727.1619.6525.6512.7327.478.8300.0330.890.0933.3516.5231.397.2836.326.8900.0226.641.7030.2918.7735.701.4928.200.990.120元o3-M第14卷/%A1Ca0.4531.0240.050.120.5427.868.7024.210.090.380.6333.5644.330.183.4828.267.2123.090.170.220.2130.3036.980.2310.7

35、320.438.7317.580.080.284.5028.8741.090.1517.8013.1512.0226.320.260.33(9)Fe0.181.293.302.0960.780.102.124.233.8263.730.485.891.222.9863.491.172.893.804.1463.38饱和率的条件下,钙钛矿晶体的成核速率大于长大速率。因此,熔渣将会在短时间内产生大量的钙钛矿晶核,消耗大量的钛组分,限制钙钛矿晶体的长大,从而促进钙钛矿晶体逐渐由长方体长向正方体转化,再由正方体向球体转化。因此,在钛精矿添加量大于12%时,改性渣上部产生了大量的球形小颗粒的钙钛矿晶体。

36、在熔融阶段,钙钛矿晶体在重力作用下,向熔渣底部富集沉降。根据斯托克方程对球形钙钛矿晶体和非球形钙钛矿晶体沉降机理进行分析,球形钙钛矿晶体沉降速率大于非球形钙钛矿晶体。球形钙钛矿晶体沉降速度公式30 1为:gd(pr二p)uo=g18式中:uo为沉降速度;g是重力加速度;d是球形晶体的直径;p,是钙钛矿密度;是熔体密度;是阻力系数。对于非球形晶体的沉降速度,WADELL341做过相关研究。他将非球形晶体转化成等体积的球形晶体,添加一个系数(kl)来表征非球形晶体的沉降速度,其计算公式如下所示。u。=k g d(e p)18k1=0.843log(g/0.065)Mn0.080.382.281.1

37、41.450.110.662.422.020.690.130.590.460.480.320.080.501.181.900.41Ti37.351.990.783.670.2741.492.920.603.440.1237.443.266.548.180.4036.163.030.322.170.17V0.651.70000.081.172.780.03000.383.060.410.060.040.723.08000.09Si0.100.1120.9423.630.120.340.2022.6024.130.250.070.0720.9918.770.240.170.1026.5724.26

38、0.15S0.0200.91036.820.1200034.9400.040.540.0135.13000035.09(10)(11)(12)第3期李鑫等:空气和钛精矿对含钛混合熔渣钙钛矿富集行为的影响59(a)4%UppenBottom100m100um(b)8%UpperBottom100m100um(c)12%Bottom00Lm100m(d)16%UpperBotom100um图10 钛精矿添加量对渣中钙钛矿分布的影响Fig.10 Influence of amounts of titanium concentration the distribution of perovskite

39、in slag100um6080706050F40302014.35100图11不同钛精矿添加量下改性渣的钙钛矿体积分数占比Fig.11Volume fraction of perovskite in the modifiedslag with different amounts of titanium concentrateS1S2式中:u。为非球形晶体沉降速度;是球形度;SI是与非球形晶体等体积的球形晶体的表面积;S2是非球形晶体的实际表面积。通过上述公式推导可得出球体钙钛矿晶体沉降速度正方体钙钛矿晶体沉降速度 长方体晶体沉降速度。因此,将钙钛矿晶体转化球体晶体利于其在熔体中的沉降。所以,

40、12%的钛精矿添加量的改性渣下部钙钛矿含量高于4%和8%。当继续增加钛精矿的添加量,当钛精矿的添加量提高至16%时,熔渣黏度增大,扩散系数减小,进而限制了钙钛矿晶体的析出与沉降35,使得下部改性渣中钙钛矿的体积分数有减少趋势。n=no(1-af)-nD=kT/(3元md)o=ed(ee)18式中:是固液混合物黏度;是液相物质黏度;f为固相体积分数;、n 是常数;D是扩散系数;k是玻尔兹曼常数;T是温度;d 是颗粒直径;u。是球形晶体沉降速度。根据Einstein-Roscoe公式可得,随着钛精矿的继续添加,熔渣的黏度增加。同时,根据Stokes-Einstein公式分析可得,熔渣黏度的增大将导

41、致扩散系数的减小,而扩散系数的减小将会限制熔渣中晶体的析出。钙钛矿晶体的形核和生长阻力增大,其富集沉降的阻力也将增大,导致改性渣下部钙钛矿的体积分数下降。当钛精矿的添加量继续增加至有色金属工程16%时,改性渣下部的钙钛矿体积分数降至为Upper45.27%。综上所述,较佳的钛精矿添加量分别Bottom61.5045.2741.9133.2515.502040The amount of titanium concentrate added/g第14卷为12%。3结论1)控制合适的氧化时间有利于熔渣中的低价钛向高价钛转化,适当的添加钛精矿有利于钙钛矿晶23.57体成核且以球形晶体形式析出,有利于钙

42、钛矿晶体17.07的沉降与富集较佳的氧化时间和钛精矿添加量分别为2 min和 12%。60802)球体钙钛矿晶体沉降速度 正方体钙钛矿晶体沉降速度 长方体晶体沉降速度,改性渣中钛组分多以球形钙钛矿形式富集于改性渣底部。含钛物相钙钛矿的体积分数由原渣的2 2.6 2%增加至61.50%,使改性渣中的Ti组分得到一定程度的(13)富集。参考文献:1李政,陈从喜.全球钛资源行业发展现状J.地球学报,2 0 2 1,42(2):2 45-2 50.LI Zheng,CHEN Congxi.Development status of globaltitanium resourcesJ.Industry

43、Acta Geoscientia Sinica2021,42(2):245-250.2张士秋.攀钢含钛高炉渣中钛组分的高温富集与浮选分离工艺研究D.绵阳:西南科技大学,2 0 17.ZHANG Shiqiu.Study on high temperature enrichmentand flotation separation of titanium components fromtitanium-bearing blast furnace slag of PanzhihuaSteelD.Mianyang:Southwest University of Scienceand Technolog

44、y,2017.(14)3和奔流,邱冠周.冷却方式对钛渣中钙溶出行为的影(15)响J.中国有色金属学报,2 0 2 3,33(7):2 2 47-2 2 56.HE Benliu,,Q I U G u a n z h o u.I n f l u e n c e o f c o o l i n g(16)methods on the decalcification behavior of titaniumslagsJ.The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2023,33(7):2247-2256.4陈城.钒钛磁铁矿尾矿库资源量调查及尾矿资源化利用D.绵阳

45、:西南科技大学,2 0 2 0.CHEN Cheng.Vanadium titanium magnetite tailingsresource investigation and tailings resource utilizationD.Mianyang:Southwest University of Science andTechnology,2020.5董振海,李文博,李艳军.辽西风化壳型钒钛磁铁矿预富集试验研究J.金属矿山,2 0 19,48(2):150-155.DONG Zhenhai,LI Wenbo,LI Yanjun.Weatheringcrust vanadium tit

46、anium magnetite in western Liaoning第3期provinceJJ.Metal Mine,2019,48(2):150-155.6邓勇,甄常亮,李俊国,等。含钛高炉渣钛富集工艺及钛资源利用.中国冶金,2 0 2 2 32(8):2 5-31.DENG Yong,ZHEN Changliang,LI Junguo,et al.Titanium enrichment process of titanium bearing blastfurnace slag and utilization of titanium resourcesJ.China Metallurgy,

47、2022,32(8):25-31.7张士秋,王维清,闫武,等.热处理条件对含钛高炉渣中钙钛矿相析出行为的影响J.钢铁钒钛,2 0 16,37(2):8-14.ZHANG Shiqiu,WANG Weiqing,YAN Wu,et al.Effects of heat treatment conditions on precipitationbehavior of perovskite in the titanium-bearing blastfurnace slagJJ.Iron Steel Vanadium Titanium,2016,37(2):8-14.8岳宏瑞.TiC含量对含钛冶金熔渣

48、流变特性的影响研究D.沈阳:东北大学,2 0 15.YUE Hongrui.Effect of TiC content on rheologicalproperties of titanium-containing metallurgical slag D.Shenyang:Northeastern University,2015.9张力,张武,李光强.动态氧化条件下含钛高炉熔渣中金属铁的聚集、长大与沉降行为J.工程科学学报,2016,38(12):1695-1701.ZHANG Li,ZHANGWu,LI Guangqiang.Coalescence,growth and settling

49、of metallic Fe dropletsin molten Ti-bearing blast furnace slag under dynamicoxidation condition JJ.Chinese Journal of Engineering,2016,38(12):1695-1701.1o HAN J Q,ZHANG J,ZHANG J H,et al.Recovery ofFe,V,and Ti in modified Ti-bearing blast furnaceslagJJ.Transactions of Nonferrous Metals Society ofChi

50、na,2022,32(1):333-344.11朱俊,畅永锋,谢锋.高铁含量型CaO-FeO-ZnO-SiO2炉渣黏度研究J.有色金属(冶炼部分),2 0 2 2(8):20-23.ZHU Jun,CHANG Yongfeng,XIE Feng.Viscosity ofCaO-FeO-ZnO-SiO,system slag with high iron oxidecontent JJ.Nonferrous Metals(Extractive Metallurgy),2022(8):20-23.12张加豪,韩吉庆,陈晓,等.含钛混合熔渣的实验研究J.轻金属,2 0 2 1(9):40-44.ZH

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