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摘要：钛铁矿电炉熔炼法除铁制取钛渣工艺具有流程短、产能大、铁副产品利用好、电炉煤气可回收利用、“三废”少等优点,在工业生产中获得了广泛的应用。但该工艺制取的钛渣钙镁含量高,需进一步除杂才能用于氯化法钛白和海绵钛生产。研究表明,常规物理选矿及化学浸出方法无法有效除去杂质,必须通过改变其矿物结构才能有效分离去除杂质,从而获得可用于氯化法钛白和海绵钛生产的高品质富钛料。本文以攀钢高钙镁电炉钛渣为原料,综合运用热力学、动力学等学科原理及X-射线衍射、光学显微镜、扫描电镜、ZC1600高温综合测试仪等现代微观测试手段,对电炉钛渣的性质、氧化焙烧行为进行了系统研究,在此基础上对氧化焙烧产物中的杂质分离行为进行了研究,取得以下主要结论：(1)攀钢高钙镁电炉钛渣含Ti0273.88%,主要杂质有Fe、Si、Mg、 Al、Ca,其中CaO+MgO含量约为4%,主要物相为黑钛石固溶体和硅酸盐矿物,杂质Fe、Mg集中赋存于黑钛石矿物,其他杂质集中赋存于硅酸盐矿物。(2)钛渣氧化焙烧反应历程表明,700℃黑钛石发生氧化,生成高铁板钛矿(Fe2TiO5)和锐钛型二氧化钛；800℃锐钛型二氧化钛完全转化为金红石型二氧化钛,该过程黑钛石结构无明显变化,继续升高温度颗粒结构逐渐疏松,至1200℃整体颗粒碎解细化；在700℃以下元素无明显迁移,700-900℃内Al、Fe在颗粒边缘发生富集,1200℃以上杂质Fe、Mg与Ti在颗粒中随产物交错分布。(3)钛渣氧化动力学表明,334-632℃为黑钛石中低价钛的氧化反应控制,632-851℃为化学反应(黑钛石中低价钛、铁氧化,Ti02晶型转变)及氧气扩散混合控制,851～1057℃为氧气扩散控制。(4)钛渣氧化焙烧产物杂质分离研究表明,采用高梯度磁选-酸浸联合处理,能分离去除部分铁及钙镁等杂质,所得富钛料钛品位可由73.88%提升至82.85%,CaO+MgO杂质含量降至2.27%。