高钛渣流变特性及其熔体结构研究

发布时间：2020-08-01 22:34

【摘要】：钛是一种战略资源,其储量比较丰富,含钛产品在国防与国民经济各领域都有着广泛应用。随着钛工业的发展,天然金红石日益枯竭,品位较低但储量丰富的钛铁矿引起了产业界的关注。然而钛铁矿二氧化钛品位低,常需先将其富集为富钛料再进行后续处理,其中,电炉碳热还原法是应用最广泛的工艺。高钛渣体系熔点高使得各种物理化学性质测试困难,造成了高温物理性质基础数据的缺乏,阻碍了生产过程的精细化控制,限制了钛渣生产的进一步发展。尤其是攀枝花钛精矿冶炼所得的高钙镁型钛渣,其物理性质基础数据几乎空白。因此,开展高钛渣高温物理性质基础研究对钛工业的发展有重要意义。本论文采用自行研发的高温高真空黏度测试仪对高钙镁型钛渣的黏度进行了测试,并结合高温下熔体的结构揭示其流变行为,丰富了高钛渣的黏度基础数据,为我国高钛渣冶炼工艺在降低能耗、节约成本、冶炼参数优化等方面提供理论支持。课题研究得到的主要结论:①对二元及三元钛渣进行了黏度实验研究。Ti O2-Fe O-Ca O三元钛渣属于牛顿流体,其黏度值为常数,不受转速变化影响;Ti O2-Fe O二元钛渣黏度随渣系中Fe O含量和体系温度增加而降低,完全熔化后黏度约为80mpa.s;Fe O可明显降低二元钛渣转折点温度,Fe O含量从10%增至25%其转折点温度降低了112℃。二元及三元钛渣完全熔化后其黏度随温度升高无明显变化;在转折点附近,钛渣黏度随温度降低急剧增加;三元钛渣系中,钛渣完全熔化后,黏度值约为70-130mpa.s;Ca O和Mg O含量增加可降低转折点温度,降低温度分别为26℃和21℃;Si O2和Ti2O3表现出相反趋势,增加的温度分别为18℃和66℃。二元及三元钛渣黏度测试后,主要物相是Fe Ti2O5和Ti O2,在Ti O2-Fe O-Ca O渣系中含有Ca Ti O3新相,实验检测物相与理论计算结果一致。②对六元74型和85型钛渣以及现场渣进行了黏度实验研究。钛渣完全熔化后黏度值在70-140mpa.s,继续升高温度对黏度值无明显影响;当温度低于转折点温度钛渣黏度急剧增加,结晶速率加快,属碱性渣;钛渣转折点温度基本高于1620℃,是高熔点渣系;钛渣还原度增加,其黏度和转折点温度增加;钛渣黏度与渣中Fe O含量呈现相反趋势;Fe O有利于改善钛渣流动性,降低钛渣转折点温度;钛渣黏度及转折点温度随渣中Ti O2含量减少而降低;钛渣黏度测试后主要物相是(Fe Mg)xTiyO5和Ti O2。③运用拉曼光谱对高钛渣熔体结构进行了表征。钛渣主要成分是Ti O2,经XRD和Raman光谱分析可知钛渣中Ti O2晶型是金红石,晶型结构由相互连接Ti O2八面体构成,晶格中心为Ti原子,八面体菱角为6个氧原子,两个Ti O2分子组成一个晶胞;Si O2、Mg O和Ca O添加对于钛渣拉曼特征峰影响不大,但均能使特征峰发生红移;Ca2+和Mg2+以网格修饰子(网格破坏者)形式进入钛氧八面体,形成Ca Ti O3和Mg Ti2O5,降低钛渣熔点。6元钛渣有4个活性模式,85型钛渣特征峰较74型渣明显,但与金红石型Ti O2拉曼峰无较大区别;钛渣在610~630cm-1处有较强吸收峰,是Ti O6八面体高频振动模式。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF823

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 令狐昌鸿;云南高钛渣在沸腾氯化中的应用与探讨[J];轻金属;2002年06期

2 商黔丽;田建强;;不同品位高钛渣对沸腾氯化工艺的影响[J];钛工业进展;2007年03期

3 徐福昌;廖亚龙;雷鹰;段昕辉;李长龙;王欣;刘建华;;改性对高钛渣物相组成的影响研究[J];钛工业进展;2011年01期

4 洪章;;关于高钛渣沸腾氯化沸腾速度的探讨[J];稀有金属;1978年01期

5 何为,朱育胜;高钛渣中低价钛的测定[J];冶金分析;1987年06期

6 雷清如,游波,苑广智,徐本平;高钛渣中低价钛分析方法的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1988年01期

7 龙世刚;;高钛渣对生铁的脱硫与硫化的研究[J];华东冶金学院学报;1988年01期

8 蒙钧,韩明堂;高钛渣生产现状和今后发展的看法[J];钛工业进展;1998年01期

9 赵泽权;杨光灿;李雪刚;江书安;刘建良;;高钛渣冶炼中低价钛的成因对沸腾氯化的影响[J];有色金属设计;2013年03期

10 杨坤;朱红波;彭金辉;张利波;陈冇;郑孝英;谭向东;张世敏;;微波焙烧高钛渣中试研究[J];矿冶工程;2014年02期

相关会议论文 前7条

1 邓国珠;;高钛渣冶炼技术改进方案的探讨[A];中国有色金属学会第三届学术会议论文集——科学技术论文部分[C];1997年

2 管嵩;丁仕兵;王越;张庆建;;X荧光光谱法测量高钛渣中主次元素[A];山东出入境检验检疫局专刊[C];2012年

3 孙林;许茜;付雅君;赵二硕;杜继红;;高钛渣制备人造金红石及金属钛的研究[A];2012年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）[C];2012年

4 王淑兰;钟和香;张丽君;;高钛渣中TiC表面电荷的形成与破坏[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年

5 薛天艳;齐涛;王丽娜;初景龙;曲景奎;刘长厚;;钠碱熔盐法处理高钛渣制备TiO_2的基础研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑（上册）[C];2008年

6 罗明荣;陶倩;;钛铁矿、高钛渣、金红石、钛白粉玻璃熔融X射线荧光光谱分析[A];'2002全国光谱分析学术年会论文集[C];2002年

7 刘东;白丽丽;赵娜;薛向欣;杨合;;稀土元素掺杂对高钛渣及钛精矿光催化性能的影响[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 姜虹;明年高钛渣进口实行零关税[N];中国化工报;2006年

2 姜虹;高钛渣进口今起实行零关税[N];中国环境报;2007年

3 王晨;今年我国将对高钛渣进口实行零关税[N];中国建材报;2007年

4 记者 周军;攀钢18万吨高钛渣工程一期建成[N];中国冶金报;2006年

5 记者 周军 通讯员 李佳蟠;攀钢高钛渣月产量突破3000吨[N];中国冶金报;2007年

6 通讯员 胡忠坤 记者 尹朝平;我省年产8万吨高钛渣项目开建[N];云南日报;2006年

7 陈岩;1月1日高钛渣进口实行零关税[N];中国有色金属报;2007年

8 鲜荣;18万吨高钛渣项目落户攀钢[N];四川日报;2004年

9 记者 姜虹;涂料协会呼吁免除高钛渣关税[N];中国化工报;2006年

10 姜虹;明确高钛渣进口“身份”利好钛白业[N];中国化工报;2007年

相关博士学位论文 前1条

1 薛天艳;氢氧化钠熔盐分解高钛渣制备二氧化钛清洁新工艺的研究[D];大连理工大学;2009年

相关硕士学位论文 前8条

1 苏泳文;高钛渣制备钛硅复合催化剂中钛的形态调控与水解控速的关键机制[D];上海大学;2015年

2 汤贝贝;高钛渣收尘灰铁钛回收工艺研究[D];西华大学;2015年

3 宋兵;高钛渣流变特性及其熔体结构研究[D];重庆大学;2015年

4 徐福昌;高钛渣改性酸解浸出工艺的研究[D];昆明理工大学;2010年

5 杨成洁;改性高钛渣中金红石相的分离研究[D];东北大学;2008年

6 林琳;高钛渣熔盐制备二氧化钛清洁生产工艺中杂质分离基础研究[D];北京化工大学;2009年

7 邢伟;熔盐电脱氧法由高钛渣制备高钛铁合金[D];东北大学;2009年

8 冯杨;碱法钛白清洁生产工艺中反应与分离过程研究[D];北京化工大学;2009年

本文编号：2778106