一種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氯化鈦渣，特指一種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，屬于冶金領(lǐng)域。本發(fā)明以海濱砂礦粉為原料、石油焦粉為還原劑在完成鈦精礦研磨、配料、稱量、混合、加粘結(jié)劑、壓球、成品球烘干、篩分、入轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原、熱裝罐、入電弧爐熔化、加石油焦深還原、出渣、出鐵、渣坨冷卻、破碎、除鐵、研磨等一系列工藝環(huán)節(jié)后獲得成品氯化鈦渣了的整個工藝過程。經(jīng)檢測：鈦渣中TiO2含量TiO2含量≥85wt%，F(xiàn)eO≤5wt%，F(xiàn)e≤2wt%，MgO+CaO≤1.5wt%，MnO≤0.8wt%，Al2O3≤0.8wt%，Cr2O3≤0.2wt%，S≤0.03wt%，P≤0.03wt%，Si≤0.5wt%,U+Th≤1ppm，是生產(chǎn)TiCl4的優(yōu)質(zhì)原料。
【專利說明】一種生產(chǎn)氯化鈦湟的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氯化鈦渣，特指ー種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，屬于冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外電爐冶煉氯化鈦渣主要采用兩種エ藝流程，即:單段式和兩段式，或稱為ー步法和兩步法；所謂單段式エ藝是指將鈦鐵精礦和還原劑焦炭粒直接加入到礦熱電爐內(nèi)，經(jīng)過爐內(nèi)電弧高溫熔融和還原使氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)鐵并使鐵和渣分離而獲得富含TiO2爐渣的ー種方法；所謂兩段式エ藝是指鈦鐵精礦首先經(jīng)過低溫固態(tài)直接還原將礦石中的大部分氧化鐵還原成為海綿鈦鐵或金屬化球団，然后，再在電爐中將金屬化球団熔化并進(jìn)行深還原而獲得富含TiO2爐渣的ー種方法；現(xiàn)在全球電爐冶煉鈦渣的企業(yè)中絕大部分采用的是單段式エ藝，其產(chǎn)量約占電爐高鈦渣的85-90% ;兩段式エ藝約占10-15% ;采用單段式エ藝代表性的企業(yè)是加拿大魁北克鐵鈦冶金公司QIT ;采用兩段式代表性企業(yè)是挪威TTI公司；在我國目前幾乎全部采用的是單段式エ藝，兩段式エ藝目前正在四川龍莽集団和攀枝花鋼鐵集団公司實驗研究之中。
[0003]兩段式エ藝與單段式最先進(jìn)的密閉電爐エ藝相比其先進(jìn)性主要表現(xiàn)在以下幾個方面: (1)由于使鈦鐵礦中的氧化鐵在較低的溫度下進(jìn)行固態(tài)還原，所以，TiO2不會被大量的還原成難熔的低價氧化鈦，如Ti2O3 ；
(2)由于使鈦鐵礦中的氧化鐵在較低的溫度下進(jìn)行固態(tài)還原，所以，獲得高鈦渣的總的電能消耗較低；
(3)還原鐵金屬化球団在電爐內(nèi)能夠快速熔化，1550°C-1600°C就可以得到較佳組成的鈦渣，而在單段式電爐內(nèi)通常的冶煉溫度高達(dá)1700°C-1800°C，并且，當(dāng)金屬化球團(tuán)中氧化鐵(FeO)含量在15-20%時，非常有利于鈦渣的冶煉；
(4)鐵和TiO2的回收率高；
(5)易于實現(xiàn)連續(xù)加料、煙氣控制，自動化程度高和勞動強度低；所以，預(yù)還原+電爐熔分法是氯化鈦渣生產(chǎn)エ藝今后的發(fā)展方向。
[0004]轉(zhuǎn)底爐是近幾年發(fā)展起來的一種制備還原鐵的新型設(shè)備，圍繞轉(zhuǎn)底爐制備還原鐵目前已建立起一整套成熟的エ藝，采用轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)還原鐵具有自動化程度高、產(chǎn)能高、生產(chǎn)成本低和對環(huán)境沒有污染等突出優(yōu)點，過去轉(zhuǎn)底爐エ藝主要用于為煉鐵和煉鋼提供原材料，在用于預(yù)還原鈦精礦球団來制備鈦渣方面卻很少涉及，所以，研究采用轉(zhuǎn)底爐制備預(yù)還原金屬化球団+電爐熔分生產(chǎn)鈦渣對于降低鈦渣生產(chǎn)過程中的電耗、降低生產(chǎn)成本和減少對環(huán)境污染具有重要意義。
[0005]在電弧爐熔化金屬化球團(tuán)的過程中加入石油焦?？梢允乖械难趸F獲得深還原，為鈦渣的進(jìn)ー步富集創(chuàng) 造了有利的條件。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用鈦精礦轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原+電爐熔分兩段式エ藝生產(chǎn)氯化鈦渣的新エ藝，其エ藝步驟如下:
(1)生產(chǎn)氯化鈦渣的原料為:將低磷、低硫和低放射性元素的海濱砂礦研磨，研磨后其粒度-200 目大于 80% ;海濱砂礦中:Ti02 ≥ 50wt%、TFe30_40wt%、MgO+CaO ≤ 1.5%wt、Al2O3 ≤ 0.8%wt、Mn0 ≤ 0.6%wt、P205 ≤ 0.02%wt、S ≤ 0.02%wt、U+Th ≤ 0.5ppm ;所用的還原劑石油焦粉中=S ≤ 0.3wt%、灰份≤ 10wt%、揮發(fā)份≤ 2wt%、固定碳含量≥90wt%，粒度-200目大于70%;
(2)海濱砂礦和石油焦粉按重量比85-95:5-10的比例配料、稱重，配好后的原料加入到潤磨機中進(jìn)行混合和研磨，料球重量比8-12:1，原料在潤磨機中混合40-60min后加入到混砂機中，同時加入原料重量4-6%的水和2-3%的糖漿拌成濕料，總體水分應(yīng)控制在≤ 9wt% ；
(3)將濕料運輸至壓球機進(jìn)行壓球處理，成品球呈橢圓狀，球體積為:長度23-27mmX長半軸直徑18-22 mmX短半軸直徑10_14_ ；
(4)將成品球送入鏈篦機中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度250°C-270°C，烘干至水分≤3wt%后送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)底爐中控制還原段的溫度為1350°C -1400°C，時間15-20分鐘，完成冷固結(jié)球團(tuán)的預(yù)還原；
(5)控制紅熱金屬化球団的出爐溫度<800°C，球團(tuán)出爐后直接進(jìn)入ー個敞ロ的大罐內(nèi)；之后，將大罐中的球団倒入電弧爐中進(jìn)行熔煉處理，球團(tuán)熔化期間當(dāng)爐底形成熔池后向電爐中加入入爐球團(tuán)量1-1.5%wt的石油焦粒(成分要求與石油焦粉相同)對渣中的氧化鐵進(jìn)行深還原，熔分鈦精礦金屬化球団使用的電弧爐是配備了水冷箱能夠進(jìn)行爐壁掛渣操作、具有水冷爐蓋的偏心底出鋼電弧爐；
(6)取樣化驗，當(dāng)渣中FeO含量小于6wt%和鐵水溫度達(dá)到1650°C-1680°C時，向爐門ー側(cè)傾斜出渣，之后，搖正爐體從爐底部出鐵ロ出鐵；
(7)鈦渣坨在罐內(nèi)冷卻至室溫后經(jīng)過取出、破碎、除鐵、球磨機研磨、篩分和包裝一系列處理后即可成為成品氯化鈦渣；鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。
[0007]經(jīng)檢測:鈦渣中TiO2 含量 TiO2 含量≥ 85wt%, FeO ≤ 5wt%, Fe ≤ 2wt%,MgO+CaO ≤ 1.5wt%, MnO ≤ 0.8wt%, Al2O3 ≤ 0.8wt%, Cr2O3 ≤ 0.2wt%, S ≤ 0.03wt%,P ≤ 0.03wt%, Si ≤ 0.5wt%, U+Th ≤ lppm，是生產(chǎn) TiCl4 的優(yōu)質(zhì)原料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明流程圖。
[0009]本發(fā)明專利的エ藝流程是。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
將海濱砂礦(海濱砂礦中:Ti0252wt%、TFe33.5wt%、MgO0.13wt%、CaO0.018 wt%、Al2O30.18wt%> MnO0.32wt%> P2O50.008wt%> S0.01wt%> U+Th0.3ppm)在球磨機中研磨使礦粉粒度-200目大于80%。
[0011]將石油焦粉(石油焦粉中:固定碳90.2wt%, S0.13wt%、灰份8wt%、揮發(fā)份1.6wt%>粒度-200目大于70%)和海濱砂礦按5:95比例配料，在潤磨機中混合和研磨，時間60min，料球比10:1。
[0012]將混好后的原料加入到混砂機中再進(jìn)行機械混合，同時加入原料重量的2wt%的糖漿和4wt%的水?dāng)嚢鑼⒘习铦?；之后，將濕料連續(xù)加入到雙輥壓球機中壓制成橢圓球，球體積為:長度25mmX長半軸直徑20mmX短半軸直徑12mm ;然后，再將小球団送入鏈篦機中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度265°C，烘干后(水分低于3wt%)的干球送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)將生球還原為金屬化球団，控制還原段的溫度為1380°C，還原時間20分鐘；熱球團(tuán)在低于800°C時從轉(zhuǎn)底爐中排出，直接進(jìn)入大罐中；之后，將其倒入電弧爐中進(jìn)行熔煉處理，熔分鈦精礦金屬化球団的電弧爐為配備了水冷箱可進(jìn)行掛渣操作的、具有水冷爐蓋的偏心底出鋼電弧爐，金屬化球團(tuán)加滿后，通電熔化；熔化期間當(dāng)爐底形成熔池后向電爐中加入入爐球團(tuán)量
1.2%wt的石油焦粒(成分要求與石油焦粉相同)對渣中氧化鐵進(jìn)行深還原。
[0013]取樣化驗，當(dāng)渣中FeO含量小于6wt%和鐵水溫度達(dá)到1650° C_1680° C時，向爐門一側(cè)傾斜出渣，之后，搖正爐體，從爐底部的出鋼ロ出鐵。
[0014]鈦渣坨在罐內(nèi)冷卻至室溫后取出、破碎、除鐵、球磨機研磨、篩分和包裝即可成為合格的氯化鈦渣；鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。
[0015]經(jīng)檢測:氯化鈦渣的TiO2 92.2wt %, Fe02.8wt%, Fe0.82wt%, MgO0.48wt %，CaO0.35wt%, MnO0.62wt%, Al2O30.38wt%, Cr2O30.18wt%, S0.02wt%，P0.001wt%, C0.82wt%,Si0.43wt%, U+Th0.5p pm以及微量的其它雜質(zhì)，是生產(chǎn)TiCl4的優(yōu)質(zhì)原料。
【權(quán)利要求】
1.ー種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，所述鈦渣中TiO2含量≥85wt %,Fe0≤5wt%, Fe ≤2wt%,MgO+CaO≤ 1.5wt%, MnO ≤0.8wt%, Al2O3 ≤ 0.8wt%, Cr2O3 ≤ 0.2wt%, S≤ 0.03wt%,P ≤0.03wt%, Si ≤ 0.5wt%，U+Th ≤ lppm，其特征在于所述方法包括如下步驟: (I)將海濱砂礦和石油焦粉按重量比85-95:5-10的比例配料、稱重，配好后的原料加入到潤磨機中進(jìn)行混合和研磨至均勻后加入到混砂機中，同時加入原料重量4-6%的水和2-3%的糖漿拌成濕料，總體水分應(yīng)控制在< 9wt% ； (3)將濕料運輸至壓球機進(jìn)行壓球處理，成品球呈橢圓狀； (4)將成品球送入鏈篦機中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度250°C-270°C，烘干至水分≤3wt%后送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)底爐中控制還原段的溫度為1350°C -1400°C，時間15-20分鐘，完成冷固結(jié)球團(tuán)的預(yù)還原； (5)控制紅熱金屬化球団的出爐溫度<800°C，球團(tuán)出爐后直接進(jìn)入ー個敞ロ的大罐內(nèi)；之后，將大罐中的球団倒入電弧爐中進(jìn)行熔煉處理，球團(tuán)熔化期間當(dāng)爐底形成熔池后向電爐中加入入爐球團(tuán)量1-1.5%wt的成分要求與石油焦粉相同的石油焦粒對渣中的氧化鐵進(jìn)行深還原； (6)取樣化驗，當(dāng)渣中FeO含量小于6wt%和鐵水溫度達(dá)到1650°C-1680°C時，向爐門ー側(cè)傾斜出渣，之后，搖正爐體從爐底部出鐵ロ出鐵； (7)鈦渣坨在罐內(nèi)冷卻至室溫后經(jīng)過取出、破碎、除鐵、球磨機研磨、篩分和包裝一系列處理后即可成為成品氯化鈦渣；鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，其特征在于:所述的海濱砂礦中=TiO2 ≥ 50wt%、TFe30-40wt%、MgO+CaO ≤ 1.5wt%、Al2O3 ≤ 0.8wt%、MnO ≤ 0.6 wt %、P2O5≤0.02wt%、S≤0.02wt%、U+Th≤0.5ppm,經(jīng)研磨后其粒度-200目大于80% ;所述的石油焦粉中=S ≤ 0.3wt%、灰份≤ 10wt%、揮發(fā)份≤ 2wt%、固定碳含量≥90wt%，粒度-200目大于 70%o
3.如權(quán)利要求1所述的ー種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，其特征在于:所述的步驟I中配好后的原料加入到潤磨機中進(jìn)行混合和研磨至均勻的エ藝為:料球重量比8-12:1，原料在潤磨機中混合40_60min。
4.如權(quán)利要求1所述的ー種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，其特征在于:所述的橢圓狀成品球的體積為:長度23-27 mmX長半軸直徑18-22 mmX短半軸直徑10_14_。
5.如權(quán)利要求1所述的ー種生產(chǎn)氯化鈦渣的方法，其特征在于:所述的熔分鈦精礦金屬化球団使用的電弧爐是配備了水冷箱能夠進(jìn)行爐壁掛渣操作、具有水冷爐蓋的偏心底出鋼電弧爐。
【文檔編號】C22B1/24GK103451454SQ201310374846
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】郭長慶, 花曉燕, 高雷章, 董鑫 申請人:江蘇大學(xué)