钛铁矿精矿碳热还原制取碳氧化钛(TiCxO1-x) 物相演化机理研究

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(TiCxO1-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、Fe、TiO、TiCxO1-x、TiC;当石墨的配比质量分数为22.92％～26.61％时,1550℃氩气气氛下还原4 h可得到TiCxO1-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→TiCxO1-x+Fe.在1550℃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TiCxO1-x的ΔG?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.