含铬型钒钛磁铁矿烧结过程中钙/钛/铬的氧化物对铁酸钙生成的协同影响机制研究

Chromium-bearing vanadium and titanium magnetite sinter has a poor quality though it has a high utilization value for it contains iron, vanadium, titanium and chromium. In view of the particularity of chromium-bearing vanadium and titanium magnetite, the work on the joint influence of calcium oxide /titanium oxide/chromium oxide on calcium ferrite and the generation mechanism of calcium ferrite in sintering of chromium-bearing vanadium and titanium magnetite will be conducted to improve the quality of chromium-bearing vanadium and titanium magnetite sinter by theoretical analysis , experimental research, and combined measurement of macro and micro structure,based on the theory of calcium ferrite. The work includes two aspects，one is calcium ferrite formation and evolution behavior under the joint influence of calcium oxide /titanium oxide/chromium oxide ,the other is the formation kinetics of calcium ferrite in the action of multi-interface and multi- phases. Through the work above, the joint influence mechanism of calcium oxide /titanium oxide/chromium oxide on calcium ferrite and the generation mechanism of calcium ferrite in sintering of chromium-bearing vanadium and titanium magnetite will be revealed,which will be benefit to improve the quality of calcium ferrite in chromium-bearing vanadium and titanium magnetite sinter. Meanwhile, it will make the theory of calcium ferrite more perfect and provide theory and technology to improve the quality of chromium-bearing vanadium and titanium magnetite sinter, which will improve the utilization efficiency of chromium-bearing vanadium and titanium magnetite in sintering-blast furnace process.

含铬型钒钛磁铁矿含有铁、钒、钛、铬等有价元素，综合利用价值高，但其烧结矿质量差。针对含铬型钒钛磁铁矿的特点，基于现代铁矿粉烧结基础理论—铁酸钙理论，以提高含铬型钒钛磁铁矿烧结矿质量为目标，围绕含铬型钒钛磁铁矿烧结过程中钙/钛/铬的氧化物对铁酸钙生成协同影响机制这一关键科学问题，采用理论分析和实验研究相结合、宏观测量与微观结构分析结合的研究方法，开展钙/钛/铬的氧化物协同影响下的铁酸钙生成、演变行为；钙/钛/铬的氧化物协同影响下的多界面多相间铁酸钙生成动力学两方面的研究工作，系统研究并揭示含铬型钒钛磁铁矿烧结过程中钙/钛/铬的氧化物对铁酸钙生成的协同影响机制，阐明含铬型钒钛磁铁矿烧结过程中铁酸钙生成机制，旨在改善含铬型钒钛磁铁矿烧结矿中铁酸钙体系，提高含铬型钒钛磁铁矿烧结矿质量，完善含铬型钒钛磁铁矿烧结理论，进而为烧结—高炉流程大规模高效开发利用含铬型钒钛磁铁矿资源提供理论与技术支撑。

针对含铬型钒钛磁铁矿含有铁、钒、钛、铬等有价元素，综合利用价值高，但其烧结矿质量差的特点。本项目首先通过MLA等检测手段探究了其工艺矿物学及钒、钛、铬等组元赋存状态，其次采用高温红外炉测定获取了铬、钛氧化物对含铬型钒钛磁铁矿烧结时高温特性的影响规律特别是液相的生成规律。在此基础上，针对烧结过程中钙、钛、铬的氧化物对铁酸钙生成、转化的影响,采用固相合成的方法合成了铁酸钙及含铬型铁酸钙并对其进行了表征，解析了铬组元对铁酸钙生成及组织结构演变的影响。基于此，采用扩散偶法并结合热力学计算对钛氧化物、铬氧化物对铁酸钙的高温反应及结构演变进了研究，获得了钛、铬氧化物对铁酸钙生成及微观组织结构变化的行为。此外，对钛、铬氧化物作用下的铁酸钙生成及转化动力学进行了探究，获取了相关的动力学参数及限制性环节，并探究解析了气氛、温度、时间等相关反应参数对该反应的影响及机制。在此研究基础上，进一步拓展探究解析了SiO2、MgO对铁酸钙、含铬铁酸钙生成及结构转变的影响。总体来看，本项目系统探究并获得了含铬型钒钛磁铁矿烧结过程中钛、铬氧化物对铁酸钙生成的影响机制，促进了铁酸钙理论的进一步拓展及完善，同时也为提高含铬型钒钛磁铁矿烧结生成高质量烧结矿提供了理论基础，从而为烧结-高炉流程高效开发利用含铬型钒钛磁铁矿提供了支撑。