含钒铁水钛、钒氧化的热力学分析

发布时间：2021-05-24 06:55

　　我国含有大量的钒钛磁铁矿，其中钒、钛元素在工业上有着十分重要的战略意义。目前我国主要的利用方式是利用高炉从钒钛磁铁矿中冶炼出含钒铁水，然后经过转炉氧化生成钒渣，再利用湿法冶金的方法从钒渣中提取V2O5。此工艺忽略了钛元素的提取，并且钒渣的质量也会受到氧化物的影响。本文以热力学理论为依据，对含钒铁水中各元素的氧化进行了分析，得到钒、钛氧化有利的热力学条件，并计算了钒的转化温度，得到最佳的提钒温度，钒渣主要组分的存在形式。用FactSage平衡计算含钒铁水中各元素随O2、CO2、FeO不同加入量的变化规律，及其对钒渣基础渣系的相组分及平衡关系进行研究，得到以下结论：（1）对含钒铁水中各元素氧化反应进行了机理分析，得到钒氧化的热力学条件为熔池的反应温度较低有利于钒的氧化，铁水成分中硅含量越高越不利于钒的氧化。理论计算了钒的转化温度，得到最佳的提钒温度为1380℃附近。通过热力学数据分析钒、钛、锰、硅在钒渣中的存在形式为V2O3、TiO2、MnO、SiO2。（2）通过FactSage平衡计算，可得氧气为2%（1.399L）时，二氧化碳为14%（7.143L），氧化亚铁为2%时，钛的氧化基本达到... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 国内外钒资源的分布
        1.1.1 国外钒资源的分布
        1.1.2 我国钒资源的分布
    1.2 钒的简介及应用
        1.2.1 钒的概述
        1.2.2 钒的应用
    1.3 攀钢转炉提钒的工艺
        1.3.1 转炉提钒的研究发展历程
        1.3.2 攀钢的转炉提钒的试验
        1.3.3 攀钢的转炉提钒工艺流程
        1.3.4 攀钢提钒与各国提钒的工艺特点比较
    1.4 钒渣的物相组成与质量的影响因素
        1.4.1 钒渣的结构
        1.4.2 钒渣质量的影响因素
    1.5 冶金渣系相图的研究概况
    1.6 FactSage 软件的应用
2 本课题研究目的和内容
    2.1 课题背景
    2.2 课题研究的目的和内容
3 含钒铁水各元素氧化反应的热力学分析
    3.1 分析攀钢铁水成分
    3.2 含钒铁水中钛、硅、锰、钒氧化反应的热力学
        3.2.1 含钒铁水中钛氧化反应的热力学
        3.2.2 含钒铁水中硅氧化反应的热力学
        3.2.3 含钒铁水中锰氧化反应的热力学
        3.2.4 含钒铁水中钒的氧化反应的热力学
    3.3 钒氧化的热力学与转化温度的计算
        3.3.1 提钒温度下[V]氧化反应的热力学
        3.3.2 钒氧化转化温度的计算
    3.4 钒渣的形成分析
4 FactSage 计算含钒铁水各元素的氧化规律
    4.1 FactSage 平衡计算含钒铁水中各个元素的氧化
        4.1.1 FactSage 平衡计算的选择
        4.1.2 三种氧化剂的平衡计算结果
    4.2 比较分析平衡计算结果
    4.3 FactSage 平衡计算小结
5 用相图对钒渣进行热力学分析
    5.1 FeO-SiO_2-TiO_2三元系相图
        5.1.1 纯物质组分的热力学数据
        5.1.2 三元体系内复杂化合物的热力学数据
    5.2 FeO-SiO_2-TiO_2系三元相图等温截面图
    5.3 FeO-SiO_2-TiO_2三元系内各子二元系相图
        5.3.1 FeO-SiO_2二元系
        5.3.2 FeO-TiO_2二元系
        5.3.3 SiO_2-TiO_2二元系
    5.4 1300℃，加入 13%V2O3渣系 FeO-SiO_2-TiO_2的变化
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3203755