工程科学学报，第39卷，第11期：1669-1673,2017年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.11:1669-1673,November 2017 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2017.11.009:http://journals..ustb.edu.cn Ca0-Ti02-Fe203三元系中Ca3TiFe2Os的生成机理 项南2》，郭玉峰12)，郭兴敏12)区 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 区通信作者，E-mail:guoxm@usth.com.cm 摘要钒钛磁铁矿是烧结矿重要的原料之一，C,TiFε，O,作为钒钛烧结矿中矿物被发现之后，其生成机理尚不明确.本文 采用X射线衍射分析、元素能谱分析和TG-DSC分析相结合的方法，研究了Cas TiFe,Og的生成机理以及不同温度、CO与 Ti02含量下CasTiFex0g的生成规律.实验结果表明，Ca,TiFe,0s由Ca,Fe0和CaTi0,反应生成，即Ca0和Fe0,反应生成 CaFe0:其后，与CaTiO,反应生成Ca,TiFe,0g·反应时间越长，Ca,TiFe2Os的生成量越大，但反应温度对CasTiFea,0s生成的 影响并不明显.另外，还发现Ca0含量越高，Ca,TiFe,O。越易于生成，而且等摩尔Fe,0,和Ca0下只要存在TiO2,就会有 Ca:TiFe,Os生成 关键词钒钛磁铁矿；烧结：Ca3 TiFe,Os:生成机理：生成规律 分类号TF046 Formation mechanism of Ca,TiFe,Og in a CaO-TiO,-Fe,Os system XIANG Nan),GUO Yu-feng,GUO Xing-min 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Seience and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:guoxm@ustb.com.cn ABSTRACT Vanadium-titanium magnetite is one of the important raw materials for iron making in a blast furnace.CaTiFe,Os, which is a mineral of vanadium-titanium sinter,was discovered to form during the process;however,its formation mechanism is not clear.In this work,an X-ray diffraction analysis,an elemental spectroscopy,and a TG-DSC were employed to investigate the forma- tion mechanism of CaTiFe,O and the formation law at different temperatures and at CaO and TiO,contents in the CaO-TiO,Fe,O system.The formation mechanism of Ca;TiFe,Os is clarified:CaO reacts with Fe,O:to form Ca,Fe,Os,and then continues to react with the CaTiO to form Ca TiFe2Os.The longer the reaction time,the greater is the amount of Ca TiFe2Os formed.However,the effect of temperature on the formation of Ca TiFeO is not obvious.It is found that high Cao content contributes to the formation of Ca TiFe2Os.Further,so long as TiO,is present,Ca TiFe2O is formed under the condition of equal molar concentration Fe2O and Ca0. KEY WORDS vanadium and titanium magnetite:sintering:Ca,TiFe,O:formation mechanism;formation law 我国钒钛磁铁矿资源丰富，钒钛磁铁矿的采用对 差-.研究表明，TiO2优先与Ca0反应生成CaTi0, 于降低钢铁企业原料成本，促进钒钛磁铁矿资源利用 抑制铁酸钙生成5.CaTO,分散在渣相与铁矿物之 具有十分重大的意义.但也使T02含量增加，混合料 间，削弱了硅酸盐的黏结作用以及钛赤铁矿与钛磁铁 初熔温度提高，烧结矿黏结相强度降低、治金性能变 矿的连晶作用，导致烧结矿的液相量随之减少切， 收稿日期：2016-1201 基金项目：国家自然科学基金资助项目(U1460201,51374017)工程科学学报，第 39 卷，第 11 期: 1669--1673，2017 年 11 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 39，No． 11: 1669--1673，November 2017 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2017． 11． 009; http: / /journals． ustb． edu． cn CaO--TiO2 --Fe2 O3 三元系中 Ca3 TiFe2 O8 的生成机理 项 南1，2) ，郭玉峰1，2) ，郭兴敏1，2)  1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: guoxm@ ustb． com． cn 摘 要 钒钛磁铁矿是烧结矿重要的原料之一，Ca3TiFe2O8 作为钒钛烧结矿中矿物被发现之后，其生成机理尚不明确． 本文 采用 X 射线衍射分析、元素能谱分析和 TG--DSC 分析相结合的方法，研究了 Ca3TiFe2O8 的生成机理以及不同温度、CaO 与 TiO2 含量下 Ca3TiFe2O8 的生成规律． 实验结果表明，Ca3TiFe2O8 由 Ca2Fe2O5 和 CaTiO3 反应生成，即 CaO 和 Fe2O3 反应生成 Ca2Fe2O5 ; 其后，与 CaTiO3 反应生成 Ca3TiFe2O8 ． 反应时间越长，Ca3TiFe2O8 的生成量越大，但反应温度对 Ca3TiFe2O8 生成的 影响并不明显． 另外，还发现 CaO 含量越高，Ca3TiFe2O8 越易于生成，而且等摩尔 Fe2O3 和 CaO 下只要存在 TiO2，就会有 Ca3TiFe2O8 生成． 关键词 钒钛磁铁矿; 烧结; Ca3TiFe2O8 ; 生成机理; 生成规律 分类号 TF046 Formation mechanism of Ca3TiFe2O8 in a CaO--TiO2 --Fe2O3 system XIANG Nan1，2) ，GUO Yu-feng1，2) ，GUO Xing-min1，2)  1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: guoxm@ ustb． com． cn ABSTＲACT Vanadium-titanium magnetite is one of the important raw materials for iron making in a blast furnace． Ca3TiFe2O8， which is a mineral of vanadium-titanium sinter，was discovered to form during the process; however，its formation mechanism is not clear． In this work，an X-ray diffraction analysis，an elemental spectroscopy，and a TG--DSC were employed to investigate the forma￾tion mechanism of Ca3TiFe2O8 and the formation law at different temperatures and at CaO and TiO2 contents in the CaO--TiO2 --Fe2O3 system． The formation mechanism of Ca3TiFe2O8 is clarified: CaO reacts with Fe2O3 to form Ca2Fe2O5，and then continues to react with the CaTiO3 to form Ca3TiFe2O8 ． The longer the reaction time，the greater is the amount of Ca3TiFe2O8 formed． However，the effect of temperature on the formation of Ca3TiFe2O8 is not obvious． It is found that high CaO content contributes to the formation of Ca3TiFe2O8 ． Further，so long as TiO2 is present，Ca3TiFe2O8 is formed under the condition of equal molar concentration Fe2O3 and CaO． KEY WOＲDS vanadium and titanium magnetite; sintering; Ca3TiFe2O8 ; formation mechanism; formation law 收稿日期: 2016--12--01 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( U1460201，51374017) 我国钒钛磁铁矿资源丰富，钒钛磁铁矿的采用对 于降低钢铁企业原料成本，促进钒钛磁铁矿资源利用 具有十分重大的意义． 但也使 TiO2 含量增加，混合料 初熔温度提高，烧结矿黏结相强度降低、冶金性能变 差［1--4］． 研究表明，TiO2 优先与 CaO 反应生成 CaTiO3， 抑制铁酸钙生成［5--6］． CaTiO3 分散在渣相与铁矿物之 间，削弱了硅酸盐的黏结作用以及钛赤铁矿与钛磁铁 矿的连 晶 作 用，导致烧结矿的液相量随之减少［7］．