烧结钛精矿气基还原动力学研究

宋兵^1,2，朱凤湘^1,2，施明川³，肖军^1,2，凌鹏⁴，胡元金⁴

1. 钒钛资源综合利用国家重点实验室2. 攀钢集团研究院有限公司3. 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司4. 攀钢集团钒钛资源股份有限公司

摘 要：为揭示烧结钛精矿气基还原机理,在CO和N₂体积分数分别为30%和70%的还原气氛条件下,开展了烧结钛精矿等温气基还原试验研究,还原温度分别为800、900、1 000℃,对气基还原动力学进行了分析。结果表明:烧结钛精矿中铁氧化物还原度随还原温度和时间增加而增加,整体还原度偏低,还原度接近70%。烧结钛精矿在800～1 000℃气基还原大部分时间内（<140 min）受界面化学反应控制,反应活化能为46.97 kJ/mol;反应后期（>140 min）受扩散控制,反应活化能为99.27 kJ/mol。烧结钛精矿碳热还原过程物相转变历程为:Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃。相同还原时间,烧结钛精矿还原样品中金属铁粒尺寸随温度升高从4.46μm增至30.13μm。

关键词：钛精矿;烧结;气基还原;动力学;物相转变;