通过模拟高炉还原性气氛,以配加不同含量金属铌的碳饱和铁为试验原料,根据相关冶金炉渣相图分析确定含Al2O3的CaO-MgO-SiO2炉渣体系,应用氧化物和相关化合物配制合成成分为黄长石范围的炉渣,通过正交试验来优化熔渣成分,在1 400～1 500℃使碳饱和铁与炉渣平衡,研究铌在铁与炉渣之间的平衡分配。利用铁中碳还原铌,并通过平衡实验体系通入CO+Ar保护反应体系及保持体系中CO分压。实验研究了不同炉渣成分下铌在铁渣间的分配比随温度的变化;讨论分析了温度、碱度和碳饱和铁中铌的含量对铌在渣-铁间的平衡分配的影响;计算得出平衡时铁液中铌的活度。实验结果证明:在本文所涉及到的四个因素中,碱度对分配系数影响最大,其次为冶炼温度,再次为渣中铌的含量,影响最小的是MgO的含量。并且得出了当碱度为1.4,渣中铌含量为1%,冶炼温度为1 500℃时,冶炼效果最佳,铌的还原回收率可达90%以上;实验温度升高,铌在铁-渣间的分配比增大。在强还原性气氛及过量碳存在的情况下,部分铌在还原过程中生成NbC。实验得出温度在1 400℃～1 500℃之间,碱度在0.8～1.4之间变动时,铁中铌的活度0.5～0.8。在本实验条件下, Nb2O5被铁液中C还原反应的平衡常数K与温度的关系为:lg K = 1686 T+ 1.8。
