酸性钒钛渣还原与高硅铁水提钒的动力学.研究

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1、(L■一．1独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。7学位论文作者签名：王幺I靶日期：础．7．y学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大

2、学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。)学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：，}●●+，■‘=．J▲、‘{一●／●．，I●’··．＼I酸性钒钛渣还原及高硅铁水提钒的动力学研究摘要铁浴法熔融还原具有传质条件好、反应速度快、冶炼周期短等优点，为冶炼钒钛磁铁矿丌辟了一条新途径。对含钒铁水进行氧化提钒，得到高品位钒渣有利于钒资源的高效利用。本文实验研究了碳饱和铁液和CaO．Feo．Si02-Ti02-A1203-MgO-

3、V205渣系中钒、钛氧化物的还原规律，并运用双膜理论建立了钒钛氧化物还原的动力学模型，获得了温度1580℃，渣铁比1：4，初始v205含量1．9％，初始Ti02含量45％的条件下，钒、钛氧化物还原反应的速率方程，即．d(％V203)／dt=4．9l×104(％V203)一4．99×10一，．d(％Ti02)／dt=6．84×10巧(％Ti02)．2．90×lO一。发现在钒还原反应达到平衡之前，钒钛的还原均为表观一级反应，表观活化能分别为370．94l(J／mol和193．76kJ／mol，反应的限制性环节

4、为渣中钒、钛的扩散。理论模型与实验数据基本吻合，所提出数学模型较真实地反映实验规律。运用模型分析了反应时问、温度、渣铁比等因素对钒钛氧化物还原的影响，获得了以下结论：(1)钒优先于钛还原，1580℃时，钒的还原在100min左右即可达平衡，而钛的还原远没有达到平衡。要使得钒的还原率大于80％，反应时间应长于60min。但为了抑制Ti的还原，反应时间也不宜太长，反应时间应控制在60~80min。(2)温度越高，对钒和钛的还原越有利。为了达到扬钒抑钛的目的，温度应控制在1540~1580℃。(3)较小的渣铁比

5、对钒、钛的还原都会有促进作用，但是对钛的影响较大，应控制在l：4左右。(4)渣中初始V205含量的提高和Ti02含量的降低，都会促进钒的还原。本文还实验研究了高硅含钒铁水(V：O．2～O．4％，Si：O．6~1．O％)被氧化的动力学规律，并考察了温度、铁水中初始Si、V含量等因素对钒氧化的影响。实验表明：(1)在1350℃时，钒的氧化在20～25min即可达到平衡，氧化率为88％。(2)温度的提高，会加速钒的氧化，但当温度大于碳钒转化温度时，钒会发生逆还原反应，综合考虑温度应控制在1350℃～1400℃。

6、(3)铁水中初始V含量和Fe203质量的增加，都会促进钒的氧化。铁水中Si含量的增加会钒的氧化有抑制作用。(4)钒的氧化为表观一级反应，表观活化能为122．47kJ／mol，反应的限制性环节为渣中钒的扩散。关键词：酸性钒钛渣，动力学模型，含钒铁水，提钒'I‘-1-C．10，J、■KineticsofAcidVranadium—TitaniumSlagReductionandV．anadiumExtractionfromHotMetalwithHighSiliconABSTRACTSmeltingreduc

7、tionwithironbathcanexplorcanewwayforrefiningv锄adi啪．titaniummagnetitebecauseofitsgoodconditionformasstransfer’fastreactionrateandshonrefiningtime．And如nhe肿ore，high一黟adeVanadi啪slagobtained矗．omoxidationofV-bearinghotmetalcanrealizethee伍cientutilizationofvanad

8、iumresource．ThereductionofvanadiumoxideandtitaniumoxidebetweeIlca而onsaturatedmolt铋ironandCaO．Feo．Si02一Ti02一A1203-Mgo—V205slagwasstudiedexperimentally；andonekineticmodeltodesc曲ethereducingprocessofVanadiumandtitani啪w