專利名稱：一種冶煉鈦渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦冶金領(lǐng)域，特別涉及一種冶煉鈦渣的方法。
背景技術(shù)：
鈦渣是富鈦料的一種，根據(jù)其用途不同可分為酸溶渣和氯化渣兩種，酸溶渣適合做硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料，氯化渣適合做氯化法生產(chǎn)鈦白和海綿鈦的原料。與人造金紅石、 天然金紅石兩種富鈦料相比，鈦渣生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備易于大型化，副產(chǎn)品生鐵可回收加工利用，“三廢”少且易于治理(例如，用鈦渣制鈦白可降低酸耗且不產(chǎn)生副產(chǎn)品硫酸亞鐵)。 隨著環(huán)保法規(guī)的要求日益嚴(yán)格及鈦渣生產(chǎn)能力的提高，鈦渣作為鈦白生產(chǎn)原料的比重也在不斷上升，鈦渣的生產(chǎn)前景越來越廣闊，在富鈦料的生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。鈦渣冶煉是這樣的工藝，S卩，在高溫強還原性條件下使鈦鐵氧化物與還原劑反應(yīng)， 使鐵的氧化物被選擇性地還原為金屬鐵，而鈦的氧化物被富集在爐渣(可稱作鈦渣)中，由于比重和熔點差異實現(xiàn)鈦渣與金屬鐵的有效分離獲得鈦渣和副產(chǎn)品半鋼。鈦渣冶煉可采用粉礦直接入爐的方式，將鈦精礦和焦煤還原劑混合加入電爐，通過送電升溫熔化爐料并發(fā)生還原反應(yīng)最終制得半鋼和鈦渣成品。電爐冶煉鈦渣從原料入爐至出渣階段均采用送電加熱的方式，靠電極電弧熱和電阻熱將物料加熱到1600°C 1750°C。鈦精礦多為共生礦，主要礦物是鈦鐵礦、磁鐵礦等。鈦鐵礦的主要成分偏鈦酸鐵 FeO-TiO2在較高的還原溫度下，除了產(chǎn)生鐵之外，還產(chǎn)生低價氧化鈦Ti3O5Ji2O3，鈦的低氧化物的出現(xiàn)促使氧化亞鐵在Ti3O5內(nèi)的固溶體和偏鈦酸鐵在Ti2O3內(nèi)的固溶體的生成，從而使鐵的氧化物的還原過程變得困難，延長了熔體在爐內(nèi)的停留時間。此外，采用粉礦直接冶煉鈦渣，爐料的熔化比還原進(jìn)行得更快，在形成熔渣后，鐵和鈦的氧化物同時還原，容易消耗過多的還原劑。其次，鈦的低價氧化物過早出現(xiàn)，會提高鈦渣的熔化溫度和導(dǎo)電性，造成爐況不穩(wěn)，發(fā)生翻渣沸騰現(xiàn)象，電爐受電不均勻，傳熱效率降低，電能消耗將增加。再次，爐渣中氧化鈦含量的增加，會增加爐渣的粘度，破壞爐料的透氣性，出爐時需要更長的加熱時間，加之鐵氧化物的還原受阻，整個鈦渣的冶煉周期延長， 降低了生產(chǎn)產(chǎn)能且增加了電能消耗。因此，正確組織還原過程，強化鐵氧化物的還原，使鐵氧化物的還原過程在成渣之前優(yōu)先進(jìn)行，即保證鐵氧化物的還原主要在固體爐料中進(jìn)行，將能有效地縮短熔煉時間，降低電能消耗，提高鈦渣生產(chǎn)的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。為改善當(dāng)前的鈦渣冶煉工藝，穩(wěn)定電爐操作，提高生產(chǎn)效率，降低電耗，尋求廉價而有效的技術(shù)來處理低品位鈦物料以降低生產(chǎn)成本等，國內(nèi)外對鈦渣冶煉方式進(jìn)行了廣泛的研究。在強化鐵氧化物還原方面，最主要的是將鈦精礦制團或造球后直接入爐冶煉，或者經(jīng)預(yù)氧化/預(yù)還原后再入電爐冶煉。在鈦精礦預(yù)還原冶煉鈦渣的工藝中，先將鈦精礦中的鐵氧化物在相對低溫的情況下在固態(tài)階段轉(zhuǎn)化為金屬鐵，得到金屬化球團，再經(jīng)過電爐熔分的方式來實現(xiàn)渣鐵分離，從而得到鈦渣和半鋼。
傳統(tǒng)的預(yù)還原冶煉鈦渣工藝采用回轉(zhuǎn)窯、豎爐等進(jìn)行預(yù)還原工藝處理。這些設(shè)備所能達(dá)到的還原溫度低(最高僅1000°C 1200°C左右)，還原時間需4 6個小時，金屬化率僅45% 60%，且在還原過程中容易出現(xiàn)反應(yīng)器結(jié)疤等現(xiàn)象。整個工藝還原時間長，生產(chǎn)效率低，金屬化率低，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)落后，一直未能得到有效的工業(yè)化利用。近年來，轉(zhuǎn)底爐直接還原工藝得到飛速的發(fā)展，其具有還原溫度高、還原速度快等優(yōu)點，但是該工藝的煙氣余熱未能得到回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠回收利用煙氣余熱的冶煉鈦渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法包括下述步驟將鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物制成球團礦或壓團礦；將球團礦或壓團礦烘干；使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦，從而制得金屬化球團或金屬化壓團；將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離，得到半鋼和鈦渣，其中，使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量，并使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，鈦精礦按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計包含34% 55%的TiO2、總量為 55%的FeO和Fii2O3，以及不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，粘結(jié)劑的重量是鈦精礦的重量的0. 5% 3. 5%，粘結(jié)劑是有機粘結(jié)劑或者是包括無機粘結(jié)劑和有機粘結(jié)劑的混合粘結(jié)劑，混合粘結(jié)劑中的有機粘結(jié)劑的質(zhì)量含量不低于50%。根據(jù)本發(fā)明的一方面，有機粘結(jié)劑包括聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素和其鹽、淀粉、改性淀粉、糖蜜、浙青、紙漿、腐植酸鹽中的至少一種，無機粘結(jié)劑包括膨潤土、水玻璃、改性膨潤土中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一方面，碳質(zhì)還原劑是焦粉、煤粉、石墨粉中的至少一種，碳質(zhì)還原劑的重量按固定碳計是鈦精礦的重量的10% 25%。根據(jù)本發(fā)明的一方面，將球團礦或壓團礦烘干的步驟包括在200°C 350°C的溫度下用30 90分鐘將球團礦或壓團礦烘干。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦的步驟中， 將預(yù)還原溫度控制在1300°C 1450°C，預(yù)還原時間為30 70分鐘，金屬化率為55% 85%。根據(jù)本發(fā)明的一方面，使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量的步驟包括下述步驟中的至少一個將球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣冷卻到200°C 350°C后直接供給干燥器用來烘干球團礦或壓團礦；以及通過換熱器利用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣加熱空氣到200°C 350°C，然后利用被加熱的空氣烘干球團礦或壓團礦。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離的步驟中，在1600°C 1750°C的溫度下進(jìn)行熔化分離。根據(jù)本發(fā)明的一方面，將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離的步驟包括向電爐補加碳質(zhì)還原劑。
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根據(jù)本發(fā)明的一方面，使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量的步驟包括下述步驟中的至少一個使熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣直接燃燒來為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量；使熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣與另外的可燃?xì)怏w配成具有預(yù)定熱值的混合氣，并使所述混合氣燃燒來為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量； 以及使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣預(yù)熱為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量的另外的燃料。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法包括下述步驟將鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物制成球團礦或壓團礦；將球團礦或壓團礦烘干；使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦，從而制得金屬化球團或金屬化壓團；將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離，得到半鋼和鈦渣，其中，使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量，并使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量。本發(fā)明中使用的鈦精礦按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計可以包含34% 55%的TiO2、總量為 55%的FeO和Fii2O3，以及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中使用的粘結(jié)劑是有機粘結(jié)劑或者是包括無機粘結(jié)劑和有機粘結(jié)劑的混合粘結(jié)劑。有機粘結(jié)劑包括在球團礦和壓團礦領(lǐng)域使用的適用于鈦精礦造球或壓團的有機粘結(jié)劑，例如聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素和其鹽、淀粉、改性淀粉、糖蜜、 浙青、紙漿、腐植酸鹽等中的至少一種。無機粘結(jié)劑包括在球團礦和壓團礦領(lǐng)域使用的適用于鈦精礦造球或壓團的無機粘結(jié)劑，例如膨潤土、水玻璃、改性膨潤土等中的至少一種。在混合粘結(jié)劑中，有機粘結(jié)劑的質(zhì)量含量不低于50%。如果混合粘結(jié)劑中的有機粘結(jié)劑的質(zhì)量含量低于50%，即混合粘結(jié)劑以無機粘結(jié)劑為主要成分，則容易降低球團礦或壓團礦的質(zhì)量，使最終冶煉的鈦渣的TiO2含量過低，且鈦渣中引入過多雜質(zhì)，容易對后期鈦白制備或氯化過程等產(chǎn)生不利影響。在制成的球團礦或壓團礦中，粘結(jié)劑的重量可以是鈦精礦的重量的0.5% 3. 5%。如果粘結(jié)劑的重量少于鈦精礦重量的0. 5%，則會導(dǎo)致球團礦或壓團礦的強度偏低。 如果粘結(jié)劑的重量多于鈦精礦重量的3. 5%，則會在后續(xù)的造塊過程中造成脫模困難，同時加入過多的粘結(jié)劑會增加球團礦或壓團礦的生產(chǎn)成本。本發(fā)明中使用的碳質(zhì)還原劑可以是焦粉、煤粉、石墨粉或其組合。在制成的球團礦或壓團礦中，碳質(zhì)還原劑的重量按固定碳計可以是鈦精礦的重量的10% 25%。碳質(zhì)還原劑與鈦精礦的比例少于10%會導(dǎo)致球團或壓團金屬化率偏低，多于25%容易降低球團或壓團強度，還會造成還原劑的浪費或?qū)е骡佋^還原。可以采用本領(lǐng)域中任何合適的設(shè)備和方法執(zhí)行成球或壓團的操作，以制備球團礦或壓團礦。可以在200°C 350°C的溫度下用30 90分鐘將球團礦或壓團礦烘干。如果干燥溫度低于200°C或干燥時間少于30分鐘，則會導(dǎo)致球團礦或壓團礦干燥不徹底；如果干燥溫度高于350°C或干燥時間多于90分鐘，則會造成能源浪費。根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法，因為使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣來為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量，所以能夠有效地回收利用預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣的熱能。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所通常認(rèn)識的，本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法使用的轉(zhuǎn)底爐可以是爐頂和爐墻不動而爐底轉(zhuǎn)動將被加熱物料送進(jìn)的機械化加熱爐。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所通常認(rèn)識的，本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法使用的環(huán)形爐可以類似于轉(zhuǎn)底爐，但是環(huán)形爐與轉(zhuǎn)底爐比較，環(huán)形爐爐膛通常較大，非連續(xù)進(jìn)出料，環(huán)形爐的密封性通常不如轉(zhuǎn)底爐好，爐內(nèi)氣氛不易控制，但環(huán)形爐的轉(zhuǎn)動和加熱原理與轉(zhuǎn)底爐類似。在使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦以制得金屬化球團或金屬化壓團的步驟中，可將預(yù)還原溫度控制在1300°C 1450°C，預(yù)還原時間可為30 70分鐘。在該步驟中，根據(jù)不同的還原溫度和時間，可將金屬化率控制在55 % 85 %。在該步驟中，使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣來為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量，所以能夠有效地回收利用熔化分離過程產(chǎn)生的煙氣的熱能。如果預(yù)還原溫度低于1300°C，則鐵氧化物的還原不充分，球團或壓團金屬化率低， 未能達(dá)到在固態(tài)階段還原大部分鐵氧化物的目的，并且在熔化分離過程中，未還原的鐵氧化物將在熔體階段進(jìn)行還原，容易和鈦的低價氧化物形成固溶體，阻礙還原進(jìn)行，延長整個還原反應(yīng)的時間，增加電耗等。若在低于1300°C的預(yù)還原溫度下追求高的金屬化率，則必須延長球團或壓團在轉(zhuǎn)底爐或環(huán)形爐內(nèi)的還原時間，即延長在爐時間，導(dǎo)致表層球團或壓團氧化嚴(yán)重，金屬化率下降，不易得到高金屬化率球團或壓團。因此，為了保證高的金屬化率， 將還原溫度控制在1300°C以上。通常情況下，預(yù)還原溫度1450°C為環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐的最高限定溫度，轉(zhuǎn)底爐或環(huán)形爐所采用的燃料燃燒熱源難以達(dá)到高于1450°C的溫度。如果預(yù)還原時間少于30分鐘，則球團礦或壓團礦在高溫區(qū)停留時間過短，金屬化率低。超過70分鐘的預(yù)還原時間對提高球團或壓團的金屬化率的作用不大，還容易使球團或壓團的表面氧化，且造成能源浪費，會增加能耗。同時，如上所述，使用該步驟產(chǎn)生的煙氣來為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量，所以能夠有效地回收利用預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣的熱能。可將該步驟產(chǎn)生的煙氣冷卻到200°C 350°C后直接供給干燥器用來烘干球團礦或壓團礦，也可通過換熱器利用煙氣能量加熱空氣到200°C 350°C，利用熱空氣干燥球團礦或壓團礦。可將金屬化球團或金屬化壓團冷裝或熱裝入電爐，在1600°C 1750°C的溫度下進(jìn)行熔化分離，得到半鋼和鈦渣。在熔化分離的過程中，可以不加或補加碳質(zhì)還原劑。若前期造球或壓團時配加的碳質(zhì)還原劑充足，則熔化分離過程中不需補加還原劑；若前期造球或壓團時配加的碳質(zhì)還原劑不足或需要提高鈦渣品位，則補加碳質(zhì)還原劑。即，補加碳質(zhì)還原劑是為了控制電爐內(nèi)為還原氣氛，也為了促進(jìn)鐵氧化物的進(jìn)一步還原，提高鈦渣品位。如上所述，使用該步驟產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量，所以能夠有效地回收利用熔化分離過程產(chǎn)生的煙氣的熱能。可以使該步驟產(chǎn)生的煙氣直接燃燒為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量；也可以使該步驟產(chǎn)生的煙氣與其他可燃?xì)怏w配成合適 (例如，預(yù)定的)熱值的混合氣，并使混合氣燃燒來為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量； 還可以使用該步驟產(chǎn)生的煙氣預(yù)熱為轉(zhuǎn)底爐或環(huán)形爐供熱的其他燃料等。根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法，鈦精礦中的鐵氧化物在熔煉過程的固態(tài)階段還原，還原過程優(yōu)先于成渣過程進(jìn)行，抑制了固溶體過早地產(chǎn)生，還原后的金屬化球團或壓團中的鈦的低價氧化物含量低，所以熔化溫度低，熔渣導(dǎo)電率低，爐況順行。根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法，預(yù)還原和熔化分離產(chǎn)生的煙氣熱能均能有效地回收利用，鈦渣冶煉的各項指標(biāo)(例如還原劑消耗、電極消耗、冶煉電耗、耐材更換周期、生產(chǎn)成本等)可控制在較低水平，電爐容量得到有效釋放，既提高了鈦渣生產(chǎn)產(chǎn)能，又有效降低了鈦渣生產(chǎn)成本。這里，電爐容量得到有效釋放是指鈦渣在電爐里的冶煉周期變短，例如， 傳統(tǒng)上從未經(jīng)預(yù)還原的原料入電爐到出渣需3 5小時，預(yù)還原后熔化分離可能只需1 2小時，單臺電爐處理鈦精礦生產(chǎn)鈦渣的產(chǎn)能得到提高。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法不排除傳統(tǒng)熱源的使用。例如，可使用燃料、熱載體及電能等為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量，可使用天然氣、 液化氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量。在通過預(yù)還原和電爐熔分工藝冶煉鈦渣的初期，可使用傳統(tǒng)的熱量供應(yīng)方式為球團礦或壓團礦的烘干以及球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量，在該工藝穩(wěn)定地順行之后，可執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的回收利用預(yù)還原和熔化分離產(chǎn)生的煙氣熱能的方法。由本發(fā)明制得的鈦渣可作為硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料，也可用于制備TiCl4,以供生產(chǎn)海綿鈦使用。由本發(fā)明制得的半鋼可鑄造成生鐵錠，作為煉鋼冷卻劑或用以生產(chǎn)鐵合金
)口口寸。下面結(jié)合具體示例對根據(jù)本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。示例 1 將重量比為100 3.5 18的鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物混碾造球， 其中，鈦精礦按重量計包含54. 13 %的TiO2U. 47 %的SiO2,23. 16 %的Fe203>0. 972 %的 Α1203、0· 184% 的 MgO,0. 127 % 的 CaO, 15. 22 % 的 FeO,2. 51 % 的 MnO 和不可避免的雜質(zhì)，粘結(jié)劑是重量比為2 1 0.5的浙青、淀粉和紙漿的混合物，碳質(zhì)還原劑是固定碳含量為 72. 74%的無煙煤。然后，將球團的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣經(jīng)間接水冷到200°C后供給干燥器，以在200°C將濕球團干燥80分鐘。然后，在轉(zhuǎn)底爐中預(yù)還原干燥的球團從而得到金屬化球團， 控制還原溫度為1330°C，還原時間為65分鐘，如上所述將該步驟產(chǎn)生的煙氣用作干燥濕球團的熱源。其中，通過下述熔化分離過程產(chǎn)生的電爐煙氣混合焦?fàn)t煤氣的燃燒提供預(yù)還原所需的熱源。之后，將金屬化球團裝入電爐熔化分離，熔分溫度是1650°C，熔化時補加部分無煙煤調(diào)節(jié)鈦渣品位，經(jīng)熔化分離得到半鋼和鈦渣，鈦渣品位是83. 67%。示例 2 將重量比為100 2 22的鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物混碾壓團，其中，鈦精礦按重量計包含 46. 80 % 的 TiO2,3. 31 % 的 SiO2,4. 90 % 的 Fe2O3^ 1· 02 % 的 A1203、 5. 84% 的 MgO,0. 857% 的 CaO, 36. 02 % 的 FeO,0. 654% 的 MnO,0. 116% 的 V2O5 和不可避免的雜質(zhì)，粘結(jié)劑是羧甲基纖維素鈉，碳質(zhì)還原劑是固定碳含量為84. 63%的焦粉。然后，將壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣經(jīng)間接水冷到250°C后供給干燥器，以在250°C將濕的壓團礦干燥60分鐘。然后，在轉(zhuǎn)底爐中預(yù)還原干燥的壓團礦從而得到金屬化壓團，控制還原溫度為1390°C，還原時間為45分鐘，如上所述將該步驟產(chǎn)生的煙氣用作干燥濕壓團礦的熱源。 其中，通過下述熔化分離過程產(chǎn)生的電爐煙氣的燃燒提供預(yù)還原所需的熱源。之后，將金屬化壓團裝入電爐熔化分離，熔分溫度是1700°C，經(jīng)熔化分離得到半鋼和鈦渣，鈦渣品位是 76. 93%。
示例 3 將重量比為100 2.8 13的鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物混碾造球，其中，鈦精礦按重量計包含36. 73%的TiO2,4. 02%的SiO2,25. 10%的Fe2O3^3. 05%的 Al2O3U. 82%的Mg0、0. 14%的Ca0、27. 79%的Fe0、l. 30%的MnO和不可避免的雜質(zhì)，粘結(jié)劑是包括重量比為2 1的有機粘結(jié)劑和無機粘結(jié)劑的混合粘結(jié)劑，有機粘結(jié)劑是由含有羧基、羥基、腐植酸等的多種有機化合物復(fù)配而成，無機粘結(jié)劑是改性膨潤土，碳質(zhì)還原劑是固定碳含量為92%的石墨。然后，將球團的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣經(jīng)擾流子換熱器與冷空氣對流換熱，使冷空氣加熱到350°C后供給干燥器，以在350°C將濕球團干燥40分鐘。然后，在環(huán)形爐中預(yù)還原干燥的球團從而得到金屬化球團，控制還原溫度為1420°C，還原時間為30 分鐘，如上所述將該步驟產(chǎn)生的煙氣用作干燥濕球團的熱源。其中，通過下述熔化分離過程產(chǎn)生的電爐煙氣預(yù)熱轉(zhuǎn)爐煤氣后，燃燒預(yù)熱氣體提供預(yù)還原所需的熱源。之后，將金屬化球團裝入電爐熔化分離，熔分溫度是1750°C，熔化時補加部分石墨調(diào)節(jié)鈦渣品位，經(jīng)熔化分離得到半鋼和鈦渣，鈦渣品位是67. 17%。示例 4 將重量比為100 0.85 25的鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物混碾壓團， 其中，鈦精礦按重量計包含42. 14%的TiO2,3. 87%的SiO2,8. 63%的Fe2O3^ 1. 54%的A1203、 5. 3%的Mg0、0. 996%的CaO,35. 59%的FeO,0. 683%的MnO和不可避免的雜質(zhì)，粘結(jié)劑是聚乙烯醇、聚丙烯、聚丙烯酰胺、改性淀粉混合制得的復(fù)合粘結(jié)劑，碳質(zhì)還原劑是固定碳含量為68. 45%的瘦煤。然后，將壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣經(jīng)間接水冷到300°C后供給干燥器，以在300°C將濕的壓團礦干燥50分鐘。然后，在轉(zhuǎn)底爐中預(yù)還原干燥的壓團礦從而得到金屬化壓團，控制還原溫度為1300°C，還原時間為55分鐘，如上所述將該步驟產(chǎn)生的煙氣用作干燥濕壓團的熱源。其中，通過下述熔化分離過程產(chǎn)生的電爐煙氣預(yù)熱轉(zhuǎn)爐煤氣后， 燃燒預(yù)熱氣體提供預(yù)還原所需的熱源。之后，將金屬化壓團裝入電爐熔化分離，熔分溫度是 16000C，經(jīng)熔化分離得到半鋼和鈦渣，鈦渣品位是65. 87%。上面參照具體實施例描述了本發(fā)明的冶煉鈦渣的方法，但是如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求書限定的精神和范圍的情況下，可以做出形式上和細(xì)節(jié)上的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種冶煉鈦渣的方法，其特征在于所述方法包括下述步驟 將鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物制成球團礦或壓團礦； 將球團礦或壓團礦烘干；使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦，從而制得金屬化球團或金屬化壓團； 將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離，得到半鋼和鈦渣， 其中，使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量， 并使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，鈦精礦按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計包含 ；34% 55%的TiO2、總量為；35% 55%的FeO和Fii2O3，以及不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，粘結(jié)劑的重量是鈦精礦的重量的0. 5% 3. 5%，粘結(jié)劑是有機粘結(jié)劑或者是包括無機粘結(jié)劑和有機粘結(jié)劑的混合粘結(jié)劑，混合粘結(jié)劑中的有機粘結(jié)劑的質(zhì)量含量不低于50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，有機粘結(jié)劑包括聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素和其鹽、淀粉、改性淀粉、糖蜜、浙青、紙漿、腐植酸鹽中的至少一種，無機粘結(jié)劑包括膨潤土、水玻璃、改性膨潤土中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，碳質(zhì)還原劑是焦粉、煤粉、石墨粉中的至少一種，碳質(zhì)還原劑的重量按固定碳計是鈦精礦的重量的10% 25%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，將球團礦或壓團礦烘干的步驟包括在200°C 350°C的溫度下用30 90分鐘將球團礦或壓團礦烘干。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，在使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦的步驟中，將預(yù)還原溫度控制在1300°C 1450°C，預(yù)還原時間為30 70 分鐘，金屬化率為55% 85%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量的步驟包括下述步驟中的至少一個將球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣冷卻到200°C 350°C后直接供給干燥器用來烘干球團礦或壓團礦；以及通過換熱器利用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣加熱空氣到200°C 350°C，然后利用被加熱的空氣烘干球團礦或壓團礦。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，在將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離的步驟中，在1600°C 1750°C的溫度下進(jìn)行熔化分離。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離的步驟包括向電爐補加碳質(zhì)還原劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鈦渣的方法，其特征在于，使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量的步驟包括下述步驟中的至少一個使熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣直接燃燒來為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量； 使熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣與另外的可燃?xì)怏w配成具有預(yù)定熱值的混合氣，并使所述混合氣燃燒來為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量；以及使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣預(yù)熱為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量的另外的燃料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種冶煉鈦渣的方法，該方法包括下述步驟將鈦精礦、粘結(jié)劑和碳質(zhì)還原劑的混合物制成球團礦或壓團礦；將球團礦或壓團礦烘干；使用環(huán)形爐或轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原球團礦或壓團礦，從而制得金屬化球團或金屬化壓團；將金屬化球團或金屬化壓團裝入電爐進(jìn)行熔化分離，得到半鋼和鈦渣，其中，使用球團礦或壓團礦的預(yù)還原產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的烘干提供熱量，并使用熔化分離過程中產(chǎn)生的煙氣為球團礦或壓團礦的預(yù)還原提供熱量。
文檔編號C22B7/04GK102399994SQ20111036721
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者何超, 張興勇, 張繼東, 李開華, 李良, 趙青娥, 陳永明, 韓可喜, 黃家旭 申請人:攀鋼集團有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司