钒在高钛渣系与铁液间分配行为与热力学分析.pdf

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1、第25卷第5期中国有色金属学报2015年5月Volume25Number5TheChineseJournalofNonferrousMetalsM丑y2015文章编号：1004-0609(2015)·05-1355-07钒在高钛渣系与铁液间分配行为与热力学分析王振阳，张建良，邢相栋，刘征建(北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)摘要：为了提高钒的回收率，增加熔分过程中渣铁间钒的分配比，在实验室条件下，利用分析纯试剂，研究了钒在CaO．SiO2．MgO．AI203．TiO2．V203低碱度高钛渣系与铁液间的分配行为。结

2、果表明：在实验研究范围内，钒在铁渣间的分配比随碱度的升高而增加，随终渣v203含量的升高而降低。由热力学活度因子模型，终渣碱度与钒含量的变化影响了炉渣和铁液中钒的活度因子以及表征还原势的系统活度因子，从而引起钒还原势与分配比的改变。同时，利用实验所得钒在渣铁间分配的相关数据，结合瓦格纳和聚集电子相模型，计算了钒碳热还原反应的平衡常数和吉布斯自由能A6o，这些值与相关发表的数据相差较小，误差分别为1．91％和0．56％，因而，提供了一种较准确的钒在渣铁间分配的热力学计算模型。关键词：钒；高钛渣；分配比；相平衡；还原势；活度因子中图

3、分类号：TF841．3文献标志码：ADistributionbehaviorsandthermodynamicanalysisofvanadiumbetweenmoltenironandhightitaniumslagWANGZhen-yang，ZHANGJian-liang，XINGXiang-dong，LIUZbeng~ian(SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，

4、China)Abstract：Inordertoimprovethevanadiumrecoveryrateandthevanadiumdistributionratiobetweenslagandmolteniron，thedistributionbehaviorsofvanadiumbetweenmoltenironandlowbasicityandhightitaniumslagofCaO-SiO2一MgO—A1203-TiO2-V2O3wasstudiedusinganalytical-gradereagentunder

5、laboratoryconditions．Theresultsshowthat，thedistributionratiosofvanadiumincreaseasthebasicityoffinalslagsincreaseanddecreaseasthe、，2O3contentincrease．Basedonthethermodyrnamicactivityfactormodels，thevariationofbasicityandvanadiumcontentoffinalslagsafectthevanadiumactiv

6、itycoeficientsinmoltenironandslag，whichleadstothechangeofvanadiumreductionpotentialanddistributionratio．Atlast．equilibriumconstantKandGibbsfreeenergyAGofcarbothermicreductionofvanadiumwerecalculatedbythedistribufionratiosofvanadiumobtainedfromtheexperimentsandWagnera

7、ndAggregate-electron-phasemodels．Keywords：vanadium；hightitaniumslag；distributionratio；phaseequilibria；reductionpotential；activityfactor据统计，世界钒年产量的88％来自钒钛磁铁矿。熔分过程中，提高钒的铁渣分配比可以有效增加由于高钛渣铁对高炉操作影响较大，因此高钛型钒钛钒的回收率，对提高后续转炉提钒工艺中的钒渣品位矿一般采用回转窑预还原和电炉熔分的冶炼工艺l”。具有较大意义[2】。目前，已有学者对中

8、低钛渣条件下高钛矿预还原后，矿石中钛含量进一步增大，使得电(w(TiO2)。≤20％)影响钒分配比的因素进行了研究。刘炉熔分时，炉渣中TiO2含量将超过50％。基于此，对天中等I6】的研究表明，当炉渣二元碱度小于1．5时，碱高钛渣条件下钒分配行为的研究就显得很有