電熱熔分實(shí)驗(yàn)分別考察配碳量（0.7~1.5）、熔分溫度（1575~1650℃）、熔分時(shí)間（20~60min）、堿度（0.6~1.2）對高鉻型釩鈦礦金屬化球團(tuán)熔分效果的影響。熔分實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)條件為配碳量1.2、熔分溫度1600℃、熔分時(shí)間40min、堿度1.0?？紤]渣良好流動(dòng)性和CaF2的侵蝕作用，CaF2配入2%。實(shí)驗(yàn)過程采用標(biāo)智GM1850紅外測溫儀測量樣品溫度，選取高純石墨坩堝作為反應(yīng)容器。

　　3高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化球團(tuán)制備-氣基豎爐直接還原

　　焙燒溫度對高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響如圖2（a）所示。隨焙燒溫度提高，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度變化可分為三個(gè)階段。當(dāng)溫度低于900℃時(shí)，球團(tuán)強(qiáng)度由300℃的50 N小幅增至561 N；當(dāng)溫度在900~1100℃，球團(tuán)強(qiáng)度稍有增加，達(dá)到774 N；當(dāng)焙燒溫度達(dá)到1300 ℃時(shí)，高鉻型釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為3588 N。圖2（b）為焙燒時(shí)間對高鉻型釩鈦磁鐵礦球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響。球團(tuán)焙燒時(shí)間5 min時(shí)強(qiáng)度最低，為2001 N；5 min后球團(tuán)強(qiáng)度大幅上升，到10 min時(shí)達(dá)到3068 N；而后焙燒時(shí)間延長至20 min，抗壓強(qiáng)度逐漸小幅增至3502 N；繼續(xù)延長焙燒時(shí)間，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度變化不明顯。

　　基于以上分析可知，在1300℃焙燒20 min后，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度高達(dá)3502 N，可滿足氣基豎爐生產(chǎn)要求。對該條件下的氧化球團(tuán)進(jìn)行XRD及SEM分析，結(jié)果分別如圖3（a）、（b）所示。由圖3（a）可知，該球團(tuán)Fe主要以Fe2O3形式存在，而釩、鈦、鉻的賦存形態(tài)主要為Cr0.3V1.7O3、Fe9TiO15、Fe2Ti3O9、Fe0.7Cr1.3O3。由SEM分析（圖2b）可知，球團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，赤鐵礦完成再結(jié)晶，氧化固結(jié)完全。因此，適宜的高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化球團(tuán)焙燒參數(shù)應(yīng)為：焙燒溫度1300℃、焙燒時(shí)間20 min。
 

　　以適宜條件下焙燒得到的氧化球團(tuán)為原料，進(jìn)行氣基豎爐直接還原。不同還原溫度下，還原氣氛對還原度的影響如圖4所示，可見球團(tuán)初始反應(yīng)速率較快，隨還原反應(yīng)進(jìn)行，還原氣體擴(kuò)散速率下降，還原反應(yīng)逐漸減慢，最終趨于穩(wěn)定。相同氣氛和反應(yīng)時(shí)間條件下，提高溫度，因此隨著還原溫度的升高，還原反應(yīng)速率明顯加快，且所能到達(dá)的還原度增大。1000℃、H2/CO=5/2還原45 min，1050℃、H2/CO=5/2還原30 min，1100℃、H2/CO=5/2還原30 min，1100℃、H2/CO=1/1還原40 min這四個(gè)條件下，高鉻型釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的還原度能達(dá)到90%以上。其中，1050℃、H2/CO=5/2還原30 min，還原度能達(dá)到93%以上；1100℃、H2/CO=5/2還原30 min，還原度能達(dá)到95%以上。
 

　　圖5給出了1100℃時(shí)不同還原時(shí)間下的球團(tuán)SEM照片。還原時(shí)間較短時(shí)，球團(tuán)內(nèi)部顆粒疏松，金屬鐵相較少，還原不充分。隨著還原時(shí)間延長，赤鐵礦不斷被還原成金屬鐵，鈦磁鐵礦不斷被還原，鐵相增多，同時(shí)礦物顆粒細(xì)化，球團(tuán)中的大孔洞被分散成細(xì)小孔隙；當(dāng)還原到30 min后，赤鐵礦已全部被還原，同時(shí)，鈦磁鐵礦不斷被還原成鈦鐵礦，球團(tuán)內(nèi)部金屬鐵相較為純凈，鐵顆粒不斷形核長大；繼續(xù)延長還原時(shí)間，鐵顆粒不斷長大并聚集，球團(tuán)內(nèi)部孔隙減少，鐵相聚集連成一片，球團(tuán)還原充分。
 

　　4高鉻型釩鈦磁鐵礦金屬化球團(tuán)電熱熔分

　　首先采用FACTSAGE 6.4熱力學(xué)軟件分析了配碳量對高鉻型釩鈦礦金屬化球團(tuán)電熱熔分熱力學(xué)平衡的影響，見圖6。當(dāng)配碳量從0.7增至1.2時(shí)，F(xiàn)e液、[V]、[Cr]生成速度增大，獲得大量金屬液相所需要的溫度逐漸降低；繼續(xù)增大配碳量至1.5，以上變化不明顯，但鈦的過還原導(dǎo)致[Ti]大幅增加，對熔分冶煉產(chǎn)生不利影響，因此從熱力學(xué)角度出發(fā)，適宜的配碳量為1.0~1.2。

　　配碳量對高鉻型釩鈦磁鐵礦熔分效果的影響如圖5所示。隨著配碳量增加，生鐵中的鐵、釩、鉻含量及收得率和富鈦渣中TiO2含量及收得率均呈現(xiàn)先增大后降低趨勢。配碳較少，不能提供足夠的還原性氣氛，還原熔分效果不理想；配碳過多，未耗盡的碳熔點(diǎn)很高，不利于造低熔點(diǎn)、低粘度的渣，致使鐵熔滴難以順利下降，同時(shí)未耗盡的碳存在于鐵中使生鐵質(zhì)量變差。因此，綜合考慮熱力學(xué)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇適宜的配碳量為1.2。

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