论文部分内容阅读
近年来,在国防及化工等领域快速发展的刺激下,钛产品以其优良的综合性能备受关注。随着世界范围内天然金红石日趋减少,储量相对丰富的钛铁矿逐渐成为生产钛白及海绵钛等产品最主要的原料。由钛铁矿为原料制备富钛料的方法中,经电炉“碳热还原-高温熔分”工艺获得的高钛渣是富钛料中最主要的一种形式,因此可以说电炉高钛渣是当前含钛材料制备的重要中间产物。尽管我国在过去二十多年中通过引进国外电炉冶炼钛渣先进技术,并在不懈地摸索与实践中逐渐掌握了其中若干关键技术,但由于生产工艺相对落后,目前高钛渣产能还不能满足发展需求,需进一步提高我国的电炉钛渣冶炼水平。高钛渣高温性质是影响电炉冶炼操作、炉况顺行和能耗等指标的重要因素,因此对其高温性质的掌握,对于电炉冶炼过程中的精细化操作至关重要。考虑到高钛渣导电性影响冶炼过程中开弧操作、供热效率及熔池热量分布,进而影响综合能耗,本论文采用交流阻抗谱法,系统测试了高钛渣导电性随体系中各成分和温度的变化规律。研究表明,随温度变化,高钛渣电导率在60到170 S/cm之间。含钛高炉渣在高温下电导率在0.4 S/cm左右,而不含Ti3+的钛渣(如含60%TiO2的MnO-TiO2炉渣)电导率在10 S/cm附近,这表明高钛渣的高电导率与Ti3+,即存在于Ti3+与Ti4+间的电子导电有关;FeO、CaO、SiO2、MgO氧化物的加入降低了炉渣中Ti3+含量的降低,从而降低了钛渣电导率;TiO2和Ti2O3含量的增加提高Ti3+含量,从而提高高钛渣电导率。 物相检测分析和计算均表明高钛渣凝固后的主要物相为(Fe, Mg)xTiyO5和金红石TiO2。分子动力学结构计算结果显示各原子间键长由短到长为Si-OFe>O>Al>Ti>Si。