碱金属氯化物对预氧化钛铁矿碳热还原反应的协同催化作用

《碱金属氯化物对预氧化钛铁矿碳热还原反应的协同催化作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第10卷第1期广东有色叠属学报Voi10，NO12000年5-月JOURNALOFGUANGDONGNON—FERROUSMETALSMay2000文章编号1∞3—7837(2000)01—0025—05碱金属氯化物对2-，2(7预氧化钛铁矿碳热还原反应的协同催化作用吴剑辉，刊、康，伟，马跃宇々7～～—＼(东北丈学材料与冶金学院、辽宁比阳110006)、．、7摘要：采用计算机控制的热重量分析系统研究r碱金属氰化物对预氧化钛铁矿碳热还原反应的{协同催化作用还原反应在非等温条件下进行试验温度从50c线性上升到1O00"C

2、一试验结果表明一所肯碱盘属氯化物添’加剂均能加速碳热还原反应．在添加量相同的条件下，二元碱金属氯化物的协_司催化比三元和四元协同催化时效果好，其中LiC1和CsC1的协同催化效应鼹显著．x射线衍射结果表叫碳热迁原的主要反应为FezTiO+TiOz十c2FeTiO上CO十．奘键词：热重量分析；竺兰垦些垒望；垡垫旦：催化同I中圉分类号：TFSC,312文献标识码A我国钛铁矿资源丰富，但大多数是以复台共生矿的形式存在，这给实际生产带来了很大困难．有关攀枝花钛资源综合利用这一课题吸引了不少学者的注意力，对预氧化钛铁矿还原反应l的研究是其中课题之一根据国外相关文献资料报道．

3、固体碳是较为有效的还原剂·当用固体，、碳作还原剂时，碳热还原法处理钛铁矿是I尖捷有效的方法之一“．对于单一碱金属化合物(包括氯化物、碳酸盐和氧化物等)对钛铁矿还原反应动力学行为的影响，很多学者已做了大量的研究工作：z__1l，但有关多种碱金属添加剂在碳热还原反应过程中的协同催化效应的研究尚未见报道．本文研究了用高纯石墨粉作还厦剂时，碱金属氯化物对还原反应动力学的影响·试验在变温体系中进行，这样有利于弄清催化机理和匿一固反应的动力学行为．在试验中应用一套计算机控制的热重分析系统和程序控温装置．借助于这套系统，碳热还原反应的进度以及反应体系的温度郁可精确地控制和自动记

4、录．1试验l1原料及其性质预氧化钛铁矿对后续的还原反应极为有利，因此，本试验首先将天然钛铁矿在1000C下收稿日期；2C00—04一L5*基金项目：国家自然科学基盎轩助项目(51774026)作者简竹是辉(976一)．男．江职婺源』、，硬士维普资讯http://www.cqvip.com厂东有色金属学报预氧化5h．还原剂为99．99(质量分数，下同)的高纯石墨粉，LiC1，NaC1，KCI和CsCI均为分析纯试剂．所用钛铁矿的粒径为0．125～O．I54ram，其化学组成见表1．经x一射线衍射分析证实预氧化钛铁矿的主要相组成为FeTi0、．MgTiO和TiP等．表

5、1钛铁矿的化学组成Table1Chemicalcompositionsorilmenite1．2试验设备和试验方法本试验所用的装置由三部分组成：(1)气流控制和净化系统；(2)立式电炉，炉温由程序控温仪控制；(3)电子天平和计算机控制与记录系统．装置简图如图1所示．分别称5g经预氧化处理的铣铁矿、1．1jg高纯石墨糟及不同质量百分比的碱金属氯f{：物，并充分混台．试验中，还原剂为理论量的150，所加氯化物的质量分别占总量的0．腔2，5和10．在试验过程中，反应体系嗣始终通氯气(经硅胶脱水干燥)作保护气体，以防止还原后的试样被重新氧化和石墨被烧损．炉固1试验装置示意

6、图温由程序控温仪控制，反应进程由计算机监控．Fk．1Schematicdiagramofexperimentalapparatus当炉温由50C线性上升到1000lc，控温仪自动切断电源，试验也随之结束1．3试验条件试验的主要条件列于表2．在研究破金属氯化物的协同催化效应时，在碱金属氯化物的混合物中各种组分的质量比均相同．表2主要试验条件Table2Mainexperimentalconditions钛铁矿的粒度范围／mm高纯石墨柑的粒度mm预氧化钛铁矿的用量l，g石墨的用量／g2结果与讨论维普资讯http://www.cqvip.com第。卷第劓吴剑辉等：碱金墨

7、竺兰兰竺堡!竺竺兰里垦皇竺旦2一盲订后l蜘料的x_射躺射结果见图2．所用试样的转化率约为30．图2耋⋯譬应前要璧嘉kg"(Fe2T射iO线s)；~喜；矿(FeTiO!)、剩余的金红石和石墨，．由此可写蓍出预氧化铽氍恢也恩也仕；。兰⋯～盖⋯学方程式：Fe：TiO~-TiO+c一2FeTiO!+c0·～一一一一一一圉2假板钛矿(a)和反应产物cb)的x射线衍g十图t[onspectraofpseudobrookile(a)andreaelionpr。ducts(b)Fiz2．X．raydiffractionspecot舱憾雌蝴～鼽35时间／min时间，mm囤氯化铯与其

8、它三氰化物