一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于富鈦料的生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)主要采用兩種方法:單段式和兩段式。將鈦鐵精礦和還原劑直接加入到礦熱爐內(nèi)，經(jīng)過(guò)電弧高溫熔融和爐內(nèi)還原使氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)鐵而使鐵和渣分離獲得富含T12爐渣即為單段式；將鈦鐵精礦粉直接還原使礦石中的大部分氧化鐵在固態(tài)下還原成為金屬鐵而獲得金屬化球團(tuán)；隨后再將預(yù)還原金屬化球團(tuán)熔化并使未被還原的氧化鐵進(jìn)一步還原而使鐵和渣分離獲得富含T12的爐渣和鐵水即為兩段式方法。
[0003]目前，單段式工藝依然是全球冶煉富鈦料的主要生產(chǎn)方式，單段式工藝獲得富鈦料的產(chǎn)量約占電爐富鈦料的85?90%，兩段式工藝約占10?15%。在我國(guó)，富鈦料的冶煉幾乎全部采用單段式工藝，兩段式工藝仍在四川龍莽集團(tuán)和攀枝花鋼鐵集團(tuán)公司進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)中。與單段式工藝相比，兩段式工藝具有富鈦料產(chǎn)能高和總體電能消耗低等突出優(yōu)點(diǎn)，是一種先進(jìn)的冶煉新工藝。然而，上述不論是單段式工藝還是兩段式工藝所采用的礦熱爐都是交流供電，它們有的是密閉式的；有的是半密閉式的；還有的是非密閉式的。交流礦熱爐的主要缺點(diǎn)是電極消耗高和電能消耗大，而直流密閉礦熱爐可以彌補(bǔ)交流礦熱爐的不足，是今后發(fā)展的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006]一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，包括如下步驟:
[0007](I)將鈦精礦粉和還原劑無(wú)煙煤粉按照(90?95): (5?10)的比例混合、球磨，得到原料混合物；
[0008](2)向原料混合物中加入占其總質(zhì)量I?3%的紙漿粘結(jié)劑和2?6%的水?dāng)嚢柚翝駹?，?jīng)壓制、烘干后得到成品球團(tuán)，所述成品球團(tuán)的水分< 3wt% ;
[0009](3)將所述成品球團(tuán)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)底爐中，控制轉(zhuǎn)底爐的還原溫度為1350?1450°，還原時(shí)間0.2?0.5h，得到金屬化率多50%的金屬化球團(tuán)；還原結(jié)束后待轉(zhuǎn)底爐溫度降低至(800 0C時(shí)，將金屬化球團(tuán)移入一個(gè)密封的、充滿氮?dú)獗Ｗo(hù)的冷卻爐中冷卻至室溫，得冷卻后金屬化球團(tuán)；
[0010](4)將所述冷卻后金屬化球團(tuán)稱重，并經(jīng)傳輸皮帶加入直流密閉礦熱爐中，隨后再加入占冷卻后金屬化球團(tuán)總質(zhì)量10?15wt%的鈦精礦粉和5?10wt%的無(wú)煙煤粉，所述鈦精礦粉含水量< 3wt%且成分與步驟(I)中的鈦精礦粉相同；所述無(wú)煙煤粉成分與步驟
(I)中的無(wú)煙煤粉相同；控制直流密閉礦熱爐的熔煉溫度為1750?1850°C，連續(xù)反應(yīng)I?2h后先放渣、后出鐵，放渣和出鐵期間加料不停、供電不停；
[0011](5)放渣所得的渣坨在渣盤(pán)中冷卻至室溫后經(jīng)逐級(jí)破碎、除鐵、研磨、篩分和包裝處理后即可得富鈦料，出鐵所得的鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。
[0012]優(yōu)選的，步驟(I)所述鈦精礦粉中:Ti02> 50wt %、TFe 30?40wt %、MgO+CaO 彡 1.5wt%,P 彡 0.05wt%,S 彡 0.03wt%,Th+U 彡 15ppm，其目數(shù)為 160 ?200 目。
[0013]優(yōu)選的，步驟⑴所述無(wú)煙煤粉中:S彡0.2wt%、灰分彡1wt %、固定碳含量彡90wt%，其目數(shù)為140?200目。
[0014]優(yōu)選的，步驟(I)中所述鈦精礦粉和無(wú)煙煤粉球磨的時(shí)間為50?80min，料球比為(9?11)山
[0015]優(yōu)選的，步驟(2)中所述成品球團(tuán)呈橢圓狀，體積為:長(zhǎng)度23?27mmX長(zhǎng)半軸直徑18?22mm X短半軸直徑10?14mm。
[0016]優(yōu)選的，步驟(4)中所述直流密閉礦熱爐包括一根實(shí)心石墨電極和棒形回流底電極，還配備有電弧糾偏、水冷掛渣爐壁和水冷爐頂裝置，且各工藝參數(shù)控制通過(guò)中央操作室的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成。
[0017]優(yōu)選的，步驟(4)中所述放渣的溫度控制在彡1750°C。
[0018]優(yōu)選的，步驟(5)中所述渣坨粒度為0.106?0.85mm的鈦渣作為氯化渣富鈦料，小于0.106mm的鈦澄作為硫酸澄富鈦料。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]本發(fā)明所述的直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，采用轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原和直流密閉礦熱爐熔煉連續(xù)生產(chǎn)富鈦料的兩段式方法。因一臺(tái)直流密閉礦熱爐的產(chǎn)能大約是相同功率的非連續(xù)加料密閉交流礦熱爐的2?2.5倍，且電極消耗低和電能消耗低，直流礦熱爐對(duì)前級(jí)電網(wǎng)造成的電壓波動(dòng)比交流爐低約30?50%，對(duì)電網(wǎng)的沖擊較小，因而使該方法對(duì)于降低鈦渣生產(chǎn)過(guò)程中的電耗、降低生產(chǎn)成本、減少對(duì)環(huán)境污染以及提高產(chǎn)能具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]實(shí)施例1
[0024]將成分為Ti02:52wt %, TFe:33.5wt %, MgO:0.13wt %, CaO:0.018wt %, P:0.03wt %, S:0.015wt%, Th+U:12ppm的鈦精礦粉在球磨機(jī)中研磨1.5小時(shí)使其目數(shù)為160?200目。將無(wú)煙煤粉(S:0.2wt%、灰分:8wt%、固定碳含量:95wt% )與上述鈦精礦粉按照比例95:5在潤(rùn)磨機(jī)中混合、球磨得到原料，時(shí)間60min，料球比10:1。
[0025]將混好后的原料加入到混砂機(jī)中再進(jìn)行機(jī)械混合，同時(shí)加入2wt %的紙漿粘結(jié)劑和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(jī)中壓制成長(zhǎng)度23?27mmX長(zhǎng)半軸直徑18?22mmX短半軸直徑10?14mm的橢圓小球團(tuán)；將小球團(tuán)送人鏈篦機(jī)中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度265°C，烘干后成品球團(tuán)的水分低于3wt%，將烘干后成品球團(tuán)送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)還原為金屬化球團(tuán)；控制還原段的溫度為1350°C，還原0.3h，得到金屬化率多50%的金屬化球團(tuán)；待金屬化球團(tuán)在低于800°C時(shí)從轉(zhuǎn)底爐中排出進(jìn)入充有氮?dú)獗Ｗo(hù)氣體的環(huán)形流化床冷卻爐中冷卻至室溫。之后，用傳輸皮帶將金屬化球團(tuán)倒入直流密閉礦熱爐的高位密閉料倉(cāng)中，所述直流密閉礦熱爐包括一根實(shí)心石墨電極和棒形回流底電極，還配備有電弧糾偏、水冷掛渣爐壁和水冷爐頂裝置，且各工藝參數(shù)控制通過(guò)中央操作室的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成。在金屬化球團(tuán)連續(xù)加入爐內(nèi)的同時(shí)再配加1wt %的含水量(3被％上述鈦精礦粉和5wt%的上述無(wú)煙煤粉一起連續(xù)加入到爐內(nèi)進(jìn)行熔煉處理。熔煉期間鈦渣熔池的溫度保持在1800°C，連續(xù)下料1.5小時(shí)后放渣和出鐵。先出渣后出鐵，出渣溫度控制在1750°C，放渣和出鐵期間礦熱爐加料不停、供電不停，完成排渣和出鐵后，渣口和鐵口均用泥炮機(jī)將粘土填入進(jìn)行堵塞。
[0026]所得渣坨在渣盤(pán)中經(jīng)過(guò)一系列的冷卻處理達(dá)到室溫后再進(jìn)行逐級(jí)破碎、除鐵、研磨、篩分和包裝處理后，粒度為0.106?0.85mm的鈦澄做為氯化澄富鈦料，小于0.106mm的鈦渣做為硫酸渣富鈦料；鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。
[0027]經(jīng)檢測(cè):鈦渣中1102的當(dāng)量 85 ?89wt %，F(xiàn)eO:8 ?12wt %, Fe ^ Iwt %,MgO 0.15wt %，CaO 0.5wt %，MnO 0.5wt %，Al2O3^ 0.5wt %，Cr 203^Ξ 0.1wt %，
S ^ 0.03wt%, P ( 0.03wt%, Si ( 0.5wt%，是生產(chǎn) 11(:14的優(yōu)質(zhì)富鈦料。
[0028]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將鈦精礦粉和還原劑無(wú)煙煤粉按照(90?95): (5?10)的比例混合、球磨，得到原料混合物； (2)向原料混合物中加入占其總質(zhì)量I?3%的紙漿粘結(jié)劑和2?6%的水?dāng)嚢柚翝駹?，?jīng)壓制、烘干后得到成品球團(tuán)，所述成品球團(tuán)的水分< 3wt% ; (3)將所述成品球團(tuán)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)底爐中，控制轉(zhuǎn)底爐的還原溫度為1350?1450°，還原時(shí)間0.2?0.5h，得到金屬化率多50%的金屬化球團(tuán)；還原結(jié)束后待轉(zhuǎn)底爐溫度降低至(800 0C時(shí)，將金屬化球團(tuán)移入一個(gè)密封的、充滿氮?dú)獗Ｗo(hù)的冷卻爐中冷卻至室溫，得冷卻后金屬化球團(tuán)； (4)將所述冷卻后金屬化球團(tuán)稱重，并經(jīng)傳輸皮帶加入直流密閉礦熱爐中，隨后再加入占冷卻后金屬化球團(tuán)總質(zhì)量10?15wt%的鈦精礦粉和5?1wt %的無(wú)煙煤粉，所述鈦精礦粉含水量< 3wt%且成分與步驟(I)中的鈦精礦粉相同；所述無(wú)煙煤粉成分與步驟(I)中的無(wú)煙煤粉相同；控制直流密閉礦熱爐的熔煉溫度為1750?1850°C，連續(xù)反應(yīng)I?2h后先放渣、后出鐵，放渣和出鐵期間加料不停、供電不停； (5)放渣所得的渣坨在渣盤(pán)中冷卻至室溫后經(jīng)逐級(jí)破碎、除鐵、研磨、篩分和包裝處理后即可得富鈦料，出鐵所得的鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(I)所述鈦精礦粉中:Ti02> 50wt%、TFe30 ?40wt%、Mg0+Ca0 彡 1.5wt%,P ^ 0.05wt%,S ^ 0.03wt %、Th+U 彡 15ppm，其目數(shù)為 160 ?200 目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(I)所述無(wú)煙煤粉中:s ( 0.2界1:%、灰分< 10wt%、固定碳含量彡90wt%，其目數(shù)為140?200 目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(1)中所述鈦精礦粉和無(wú)煙煤粉球磨的時(shí)間為50?80min，料球比為(9?11):1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(2)中所述成品球團(tuán)呈橢圓狀，體積為:長(zhǎng)度23?27mmX長(zhǎng)半軸直徑18?22mmX短半軸直徑10?14mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(4)中所述直流密閉礦熱爐包括一根實(shí)心石墨電極和棒形回流底電極，還配備有電弧糾偏、水冷掛渣爐壁和水冷爐頂裝置，且各工藝參數(shù)控制通過(guò)中央操作室的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(4)中所述放渣的溫度控制在彡1750°C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，其特征在于，步驟(5)中所述渣坨粒度為0.106?0.85mm的鈦渣作為氯化渣富鈦料，小于0.106mm的鈦渣作為硫酸渣富鈦料。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種直密閉流礦熱爐生產(chǎn)富鈦料的方法，包括下列步驟：將鈦精礦粉和無(wú)煙煤粉混合、球磨；向其中加入紙漿粘結(jié)劑和水?dāng)嚢柚翝駹?，?jīng)壓制、烘干后得到成品球團(tuán)；將成品球團(tuán)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)底爐中預(yù)還原，待轉(zhuǎn)底爐溫度降低至≤800℃時(shí)，將金屬化球團(tuán)移入一個(gè)密封的、充滿氮?dú)獗Ｗo(hù)的冷卻爐中冷卻至室溫；將冷卻的金屬化球團(tuán)稱重后加入直流密閉礦熱爐中，隨后再加入鈦精礦粉和無(wú)煙煤粉，連續(xù)反后先放渣、后出鐵，放渣和出鐵期間加料不停、供電不停；渣坨在渣盤(pán)中冷卻至室溫后經(jīng)逐級(jí)破碎、除鐵、研磨、篩分和包裝處理后即可得富鈦料，鐵水可直接澆注鑄件或鑄成鐵錠。本發(fā)明方法降低了鈦渣生產(chǎn)過(guò)程中的電耗和生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)能，減少了對(duì)環(huán)境的污染。
【IPC分類】C22B1/24, C22B4/04, C22B5/10, C22B34/12
【公開(kāi)號(hào)】CN104911355
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510176477
【發(fā)明人】郭長(zhǎng)慶, 曹國(guó)君, 韓繼煒, 石安君
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日