钛铁矿精矿碳热还原制取碳氧化钛(TiC_xO_1-x)物相演化机理研究

戴蔚¹，何春林^1,2，郑春慧¹，韦悦周^1,2,3，李杰¹，赵健¹

1. 广西大学资源环境与材料学院2. 广西有色金属及特色材料加工重点实验室3. 上海交通大学核科学与技术学院

摘 要：基于USTB工艺,以广西某钛业公司的浮选钛铁矿精矿为研究对象,研究钛铁矿精矿直接碳热还原制取碳氧化钛(TiC_xO_1-x)机理和物相变化过程。采用XRD、SEM-EDS和HSC热力学软件对碳热还原产物及反应过程进行分析,结果表明:随着碳配比量的增加,还原过程物相主要为:FeTi₂O₅、Ti2O3、TiO、TiC_xO_1-x、TiC;当石墨的配比质量分数为2.2.92%～2.6.61%时,1 550℃氩气气氛下还原4 h可得到TiC_xO_1-x;结合反应热力学和物相分析结果可知,整个还原过程主要是固相C参与还原,CO还原作用小,还原过程物相演化规律为:FeTiO₃→FeTi₂O₅→Ti₂O₃+Fe→TiO+Fe→TiC_xO_1-x+Fe。在1 550℃下,反应生成TiC过程主要是固相碳起还原作用,CO无法起到还原作用;生成碳氧化钛TiC_xO_1-x的■介于TiC和TiO之间,属于不完全还原状态,主要通过控制碳配比量在反应温度内即可还原得到碳氧化钛。

关键词：钛铁矿;碳热还原;碳氧化钛;金属钛;