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钒钛磁铁矿是提取铁和钒的主要含钒矿,“高炉-转炉”法处理技术成熟、提钒效率高,是利用钒钛磁铁矿的主要方法。洋县钒钛磁铁矿与攀枝花钒钛磁铁矿和承德钒钛磁铁矿相比,其TiO2含量低、V2O5含量较高,属于中低钛型钒钛磁铁矿。炉渣性质和钒分配比可直接决定V2O5的回收率,研究炉渣性质和钒分配比是洋县钒钛磁铁矿高效利用的前提。目前对洋县钒钛磁铁矿中低钛高炉渣系的研究较少,本文基于高炉冶炼工艺,模拟了洋县钒钛磁铁矿和碳饱和铁水的钒氧化物还原,对中低钛高炉炉渣流动性、钒分配热力学和动力学行为进行系统理论研究,得出以下主要结论:TiO2含量从9%增加到17%,温度为1533℃时,渣系粘度从2.298Pa·S降低到2.161Pa·S,熔化性温度从1645.36K降低到1594.54K,活化能从115.27kJ·mol-1降低到100.86kJ·mol-1。[TiO4]-四面体进入炉渣熔体结合Si-O-Si键形成了Si-O-Ti键,使炉渣粘度降低。TiO2导致炉渣熔体中简单聚合结构Q0和Q1的增加以及复杂聚合结构Q2和Q3的减少,简单硅酸盐结构单元增加,熔体的聚合度降低。渣中氧化物被碳还原的难易程度依次为V2O5<SiO2<TiO2;钒氧化物还原的平衡时间为150min;钒分配比(LV)随着温度、碱度、V2O5、TiO2和Al2O3含量的增加而逐渐增加,MgO对LV影响较小。采用多元线性回归得到的γ(V2O5)的计算公式为γ(V2O5)=-345.865+7.9485(%V2O5)+1.8432(%Al2O3)+0.3657(%TiO2)+0.3197(%MgO)+0.1619T+55.9413R,相关系数可达到0.9521。渣中V2O5的含量随着温度、碱度、V2O5、TiO2、Al2O3和MgO含量的增加呈增大趋势,ln[(%V2O5)-(%V2O5)e]与还原时间t存在明显的线性关系,渣中V2O5和铁水中C的还原为一级反应,受渣中V2O5扩散和铁水中V扩散的混合控制,活化能为53.60kJ·mol-1。