一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法，該含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置結(jié)構(gòu)較為簡單，簡化了提鈦處理工藝操作流程，生產(chǎn)實(shí)施和使用操作都較為簡便，并且結(jié)合其含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒ǎ趯?shí)現(xiàn)對熔融液態(tài)的含鈦高爐渣?；庸さ耐瑫r(shí)，利用含鈦高爐渣的余熱進(jìn)行甲烷碳化并實(shí)現(xiàn)對含鈦高爐渣的提鈦處理，有效回收、利用高溫液態(tài)含鈦高爐渣的余熱作為化學(xué)熱，大幅減少了額外能耗的消耗，降低了對含鈦高爐渣干法粒提鈦處理的能耗和成本，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中含鈦高爐渣提鈦處理工藝程序復(fù)雜、能耗和成本高的問題，具有很好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，可以在國內(nèi)冶金企業(yè)推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及冶金工程、環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域，主要涉及液態(tài)含鈦高爐渣干法?；凹淄榈蜏靥蓟に嚕貏e涉及一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國蘊(yùn)藏著極為豐富的釩鈦磁鐵礦資源，主要分布在四川攀枝花和河北承德。攀西是我國釩鈦資源最為富集的地區(qū)，釩鈦磁鐵礦遠(yuǎn)景儲量超過100億噸，其中釩、鈦儲量分別占全國的63%和90.5%，分列世界第三位、第一位。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，針對釩鈦資源的利用，已經(jīng)建立了以高爐-轉(zhuǎn)爐工藝為主的提鐵提釩流程，和以電爐鈦渣工藝為主的提鈦工藝。以原礦中的元素含量為基準(zhǔn)，現(xiàn)有工藝流程中鐵、釩和鈦元素的回收利用率分別為63%、42%和25%?？梢姡壳扳佡Y源的利用水平低是影響整個(gè)資源利用的關(guān)鍵原因。
[0003]釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦后得到鐵精礦及鈦精礦;鐵精礦經(jīng)高爐冶煉，得到含釩鐵水，鐵精礦中的T12全部進(jìn)入高爐渣，形成了含23%Ti02的含鈦高爐渣。由于含T12爐渣多以化學(xué)活性極低的玻璃相為主，加之賦存在爐渣中的高結(jié)晶性析出礦物種類多，使其礦相十分復(fù)雜，即不能像普通高爐渣那樣用作生產(chǎn)水泥的原料，也難以用常規(guī)物理或化學(xué)方法從中提取T12,導(dǎo)致大量爐渣堆積在金沙江兩岸，即浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境，還造成了潛在的重大自然災(zāi)害隱患。這部分無法利用的含鈦高爐渣浪費(fèi)掉了大約50%的鈦資源。如果能夠?qū)⒑伕郀t渣中的鈦資源提取并利用起來，則鈦資源的利用率可以達(dá)到70%以上。
[0004]為此，我國科研工作者及工程技術(shù)人員進(jìn)行了大量含鈦高爐渣的利用研究，大規(guī)模的研究熱潮出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代。針對含鈦高爐渣所提出的綜合利用路線可謂“五花八門”。這些技術(shù)大部分在實(shí)驗(yàn)室條件下取得了效果，但在推廣應(yīng)用時(shí)多由于無法放大、經(jīng)濟(jì)效益差、處理量有限或二次污染等問題，均未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
[0005]“七五”、“八五”期間，攀研院分別進(jìn)行了攀鋼含鈦高爐渣電爐熔融還原碳化制取碳化渣試驗(yàn)、低溫氯化制取TiCl4、氯化殘?jiān)苽渌嗟榷囗?xiàng)研究。“十一五”期間，集中力量攻克含鈦高爐渣碳化過程泡沫渣、爐底上漲等技術(shù)難題，并與2009年10月建立了年產(chǎn)2.6萬噸碳化渣中試線。目前，利用該中試線已經(jīng)進(jìn)行了多輪次的工業(yè)化試驗(yàn)，基本上從全流程上打通了含鈦高爐渣提鈦及尾渣綜合利用的技術(shù)路線?？陀^的說，高溫碳化-低溫氯化工藝是目前最接近工業(yè)化應(yīng)用的含鈦高爐渣提鈦技術(shù)。
[0006]然而，成本太高注定是影響高溫碳化-低溫氯化工藝最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的最大頑疾。該工藝成本高的原因主要包括如下三點(diǎn):
(I)碳化工藝溫度高、周期長、電耗高。
[0007]電爐碳化過程是在熔融態(tài)下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化過程溫度為1600?1650°C，過程產(chǎn)生的CO氣體必須通過熔融爐渣層排出；含鈦高爐渣表面張力低，具備產(chǎn)生泡沫化的條件；TiC產(chǎn)生后使得爐渣變成固液共存的體系，且TiC與爐渣的潤濕性好(接觸角為10?20° )，導(dǎo)致體系粘度增大，氣體逸出更加困難。上述因素使得含碳高爐渣的碳化過程變?yōu)闋t渣泡沫化的過程。為了控制泡沫在電爐內(nèi)，并且不破壞電極等相關(guān)設(shè)備，只有通過控制還原劑碳的一次加入量，人為的降低碳化速率，這使得碳化工藝周期增長。同時(shí)，由于泡沫化現(xiàn)象的存在導(dǎo)致電爐的有效利用容積降低，利用系數(shù)下降，導(dǎo)致電耗增高。
[0008](2)電爐爐底上漲，爐墻壽命短。
[0009]含鈦高爐渣中鈦氧化物還原碳化過程生成碳化鈦，碳化鈦是一種高熔點(diǎn)的化合物，其固體比重為4.93 g/cm3。在含鈦高爐渣高溫碳化過程中，呈固體顆粒存在于熔液中，由于其比重大，碳化鈦固體顆粒向爐底沉降、富集，會造成爐底上漲，減小了電爐的有效容積。一定數(shù)量的爐次后，爐底上漲會影響電極及其輔助設(shè)備的正常工作，需要清除爐底重新砌筑。由于冶煉后期TiC數(shù)量的增多，爐渣變得異常粘稠，為了能夠順利出渣，需要把電爐溫度升高到接近1700°C，長期的高溫沖刷導(dǎo)致爐墻壽命較短，增加了設(shè)備維護(hù)成本。
[0010](3)碳化渣水淬排渣后仍需干燥，耗水耗電。
[0011]由于碳化渣后續(xù)連接流態(tài)化氯化處理工序，流態(tài)化工序要求碳化渣的粒度范圍為
0.1?Imm，為達(dá)到這一要求，采用了高壓水淬法獲得?；Ａ；筇蓟写罅克?，又不得不采用干燥工序，額外消耗了水資源和熱能源。
[0012]整體上來看，采用電爐碳化工藝對含鈦高爐渣進(jìn)行提鈦處理，不僅增加了工藝的復(fù)雜程度，而且工藝周期長、能耗和成本高。因此，面對現(xiàn)有技術(shù)中含鈦高爐渣提鈦工藝中存在的這些缺陷，亟需一種易于操作、能耗和成本較低的含鈦高爐渣提鈦處理工藝技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置，其用于通過對熔融液態(tài)的含鈦高爐渣進(jìn)行粒化加工，且利用含鈦高爐渣的余熱進(jìn)行甲烷碳化并實(shí)現(xiàn)對含鈦高爐渣的提鈦處理，以達(dá)到有效回收、利用高溫液態(tài)含鈦高爐渣的余熱作為化學(xué)熱的目的，不僅易于使用和操作，而且通過對余熱的高效回收利用大幅減少了額外能耗的消耗，降低了對含鈦高爐渣干法粒提鈦處理的能耗和成本，能夠用以解決現(xiàn)有技術(shù)中含鈦高爐渣提鈦處理工藝程序復(fù)雜、能耗和成本高的問題。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，包括干法粒化器、碳化反應(yīng)床、渣粒收集器和一氧化碳分離器；
所述干法?；鞯捻敳吭O(shè)有含鈦高爐渣液入口和氣體出口，干法粒化器內(nèi)的中部位于含鈦高爐渣液入口的正下方位置處設(shè)有離心?；b置，干法?；鞯牡撞颗c所述碳化反應(yīng)床的頂部相貫通連接;碳化反應(yīng)床的底部設(shè)有漏斗狀的出料口，且碳化反應(yīng)床的下部靠近漏斗狀出料口位置處的側(cè)壁上設(shè)有用于通入甲烷氣體和氫氣的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口；所述渣粒收集器正對設(shè)置于碳化反應(yīng)床的出料口下方的出料位置處；
所述干法?；黜敳康臍怏w出口通過設(shè)置有抽風(fēng)機(jī)和氣體干燥過濾器的氣流通道連通至一氧化碳分離器的進(jìn)氣口；所述一氧化碳分離器用于從進(jìn)入的氣體中分離出一氧化碳，并將分離得到的一氧化碳和混合尾氣分別從其一氧化碳?xì)怏w出口和混合尾氣出口排出，且一氧化碳分離器的混合尾氣出口連通至碳化反應(yīng)床的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口。
[0015]上述的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置中，作為改進(jìn)方案，所述干法?；鲀?nèi)的離心?；b置由驅(qū)動(dòng)軸豎直向上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上的多孔離心轉(zhuǎn)杯構(gòu)成;所述多孔離心轉(zhuǎn)杯具有一水平設(shè)置的杯底以及沿杯底邊緣豎直向上延伸的杯壁，多孔離心轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于干法?；鞯暮伕郀t渣液入口，多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁上沿周向設(shè)有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述杯壁的厚度為I?3mm，所述通孔的孔徑為0.1?1mm，排布在同一行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?2mm，排布在相鄰兩行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?3mm，且每相鄰兩行的通孔交錯(cuò)排列。
[0016]上述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置中，作為優(yōu)選方案，所述碳化反應(yīng)床為移動(dòng)床、流化床、轉(zhuǎn)底爐、豎爐、回轉(zhuǎn)窯或隧道窯。
[0017]上述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置中，作為改進(jìn)方案，所述渣粒收集器的底部還設(shè)置有熱交換器，且渣粒收集器的底部與熱交換器之間能夠進(jìn)行熱傳
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[0018]上述的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置中，作為改進(jìn)方案，所述碳化反應(yīng)床的出料口與渣粒收集器之間設(shè)有圓盤給料器，用以進(jìn)行碳化反應(yīng)床的出料口向渣粒收集器的送料。
[0019]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?為此，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，采用上述的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置按如下步驟實(shí)施:
1)啟動(dòng)運(yùn)行含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，并通過其反應(yīng)氣體進(jìn)氣口向碳化反應(yīng)床內(nèi)通入甲烷和氫氣，由氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)帶動(dòng)含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置內(nèi)的氣流循環(huán)；
2)將1350?1450°C的熔融液態(tài)的含鈦高爐渣注入干法粒化器頂部的含鈦高爐渣液入口，流入干法?；髦械碾x心?；b置，在離心力作用下被甩出，隨后破碎、?；扇鄣?，且飛行中的含鈦高爐渣熔滴在表面張力以及與干法?；鲀?nèi)上升的氣流進(jìn)行對流換熱，凝固成含鈦高爐渣顆粒，落入碳化反應(yīng)床中；
3)進(jìn)入碳化反應(yīng)床的含鈦高爐渣顆粒在繼續(xù)下落以及在碳化反應(yīng)床內(nèi)堆砌停留的過程中，與碳化反應(yīng)床內(nèi)上升的氣流再次進(jìn)行對流換熱，使得含鈦高爐渣顆粒降溫；
4)在步驟2)~3)的過程中，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，從反應(yīng)氣體進(jìn)氣口進(jìn)入碳化反應(yīng)床的甲烷和氫氣向上流入干法粒化器內(nèi)，且在碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)與含鈦高爐渣顆粒直接接觸，在溫度升高至1100?1300°C后，甲烷分解生成炭黑和氫氣，碳和氫氣再與含鈦高爐渣中的T12反應(yīng)生成碳化鈦、一氧化碳和水蒸氣，其中氫氣為還原劑，炭黑為碳化劑，從而使得含鈦高爐渣轉(zhuǎn)化為含有碳化鈦的碳化渣顆粒，然后從碳化反應(yīng)床底部的出料口排放至渣粒收集器加以收集;而碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳、水蒸氣與未反應(yīng)完的甲烷和氫氣所組成的混合氣體從干法?；黜敳康臍怏w出口流入氣流通道，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，經(jīng)氣體干燥過濾器進(jìn)行干燥和除塵后流入至一氧化碳分離器，使得去除水蒸氣的混合氣體中的一氧化碳在一氧化碳分離器中被分離后從一氧化碳?xì)怏w出口排出，而去除水蒸氣的混合氣體中的甲烷和氫氣在一氧化碳分離器中與一氧化碳分離后從混合尾氣出口排出，然后通過碳化反應(yīng)床的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口重新回到碳化反應(yīng)床和干法粒化器內(nèi)參與反應(yīng)。
[0020]上述的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理方法中，作為改進(jìn)方案，所述干法?；鲀?nèi)的離心粒化裝置由驅(qū)動(dòng)軸豎直向上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上的多孔離心轉(zhuǎn)杯構(gòu)成;所述多孔離心轉(zhuǎn)杯具有一水平設(shè)置的杯底以及沿杯底邊緣豎直向上延伸的杯壁，多孔離心轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于干法粒化器的含鈦高爐渣液入口，多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁上沿周向設(shè)有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述杯壁的厚度為I?3mm，所述通孔的孔徑為0.1?1mm，排布在同一行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?2mm，排布在相鄰兩行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?3mm，且每相鄰兩行的通孔交錯(cuò)排列。
[0021]上述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒ㄖ?，作為優(yōu)選方案，所述步驟I)中，啟動(dòng)運(yùn)行含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置后，控制干法粒化器中離心?；b置轉(zhuǎn)速為900?2000rpm。
[0022]上述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒ㄖ?，作為改進(jìn)方案，所得碳化渣顆粒直接用于進(jìn)行氯化處理生產(chǎn)四氯化鈦。
[0023]上述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒ㄖ?，作為改進(jìn)方案，所述渣粒收集器的底部還設(shè)置有熱交換器，且渣粒收集器的底部與熱交換器之間能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo);含鈦高爐渣顆粒從碳化反應(yīng)床底部的出料口排放至渣粒收集器后，在渣粒收集器內(nèi)的含鈦高爐渣顆粒還與熱交換器進(jìn)行熱交換，對渣粒收集器內(nèi)含鈦高爐渣顆粒的余熱進(jìn)行回收利用。
[0024]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置和方法，通過對熔融液態(tài)的含鈦高爐渣進(jìn)行?；庸ぃ依煤伕郀t渣的余熱進(jìn)行甲烷碳化并實(shí)現(xiàn)對含鈦高爐渣的提鈦處理，達(dá)到了有效回收、利用高溫液態(tài)含鈦高爐渣的余熱作為化學(xué)熱的目的，大幅減少了額外能耗的消耗，降低了對含鈦高爐渣干法粒提鈦處理的能耗和成本。
[0025]2、本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，簡化了提鈦處理工藝操作流程，生產(chǎn)實(shí)施和使用操作都較為簡便。
[0026]3、本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法，其反應(yīng)后的混合氣體經(jīng)過分離，能夠?qū)⒎蛛x所得的一氧化碳?xì)怏w收集后用以作為燃料，用以提升碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)的溫度，而分離所得的甲烷和氫氣能夠重新回到碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)參與反應(yīng)，從而可以實(shí)現(xiàn)氣體資源的循環(huán)利用。
[0027]4、本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚砗头椒ㄖ校恍枰獙υO(shè)備額外加熱到接近1700°C的高溫，不會導(dǎo)致設(shè)備因長期的高溫沖刷而出現(xiàn)使用壽命短的問題，降低了設(shè)備維護(hù)成本。
[0028]5、本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒ㄋ玫降奶蓟w粒可直接用于進(jìn)行后續(xù)的氯化處理生產(chǎn)四氯化鈦。
[0029]6、本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中含鈦高爐渣提鈦處理工藝程序復(fù)雜、能耗和成本高的問題，具有很好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，可以在國內(nèi)冶金企業(yè)推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置的一種優(yōu)選實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖2本發(fā)明含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理方法的流程示意框圖。
[0032]圖3為本發(fā)明含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置中離心?；b置優(yōu)化方案的多孔離心轉(zhuǎn)杯具體實(shí)施結(jié)構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]針對于現(xiàn)有技術(shù)中采用電爐碳化工藝對含鈦高爐渣進(jìn)行提鈦處理的工藝程序復(fù)雜、周期長、能耗和成本高的問題，如果能夠開發(fā)出一種工藝流程相對簡單、能耗低、成本低的提鈦處理工藝，則會極大的提高整個(gè)工藝的競爭力，最終實(shí)現(xiàn)含鈦高爐渣的高效資源綜合利用。
[0034]
【申請人】在使用天然氣還原鐵礦石的研究中發(fā)現(xiàn)，還原前需要對天然氣進(jìn)行重整處理，使其變成0)和出，否則還原產(chǎn)物中極易出現(xiàn)Fe3C。從這個(gè)現(xiàn)象中受到了啟發(fā)，如果采用CH4作碳化劑，則可以和氧化物一起反應(yīng)制備金屬碳化物。關(guān)于CH4為何可以制備金屬碳化物，Ostrovski教授認(rèn)為CH4分解出的碳不同于一般的固體碳質(zhì)還原劑，幾個(gè)碳原子形成的團(tuán)簇為基本的反應(yīng)單元，其化學(xué)活性非常高，因此具有更強(qiáng)的碳化能力與碳化速率。因此，從理論上看，采用CH4為主的還原氣體通過氣固反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)在較低的溫度下快速生成TiC。
[0035]基于上述思路，本申請結(jié)合含鈦高爐渣干法粒化+余熱回收技術(shù)與CH4碳化工藝相耦合的工藝過程，提出一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置及其處理方法，將含鈦高爐渣干法?；?余熱回收技術(shù)與CH4碳化工藝相耦合，目的是用于通過對熔融液態(tài)的含鈦高爐渣進(jìn)行?；庸ぃ瑫r(shí)利用爐渣的余熱與CH4+H2為主的混合氣體反應(yīng)對含鈦高爐渣的提鈦處理，獲得可直接進(jìn)行氯化工藝的含有TiC的碳化渣顆粒，使得含鈦高爐渣?；に?、T12碳化工藝相結(jié)合后能夠直接與TiC低溫氯化工藝緊密銜接，達(dá)到有效回收、利用高溫液態(tài)含鈦高爐渣的余熱作為化學(xué)熱的目的，降低了對含鈦高爐渣干法粒提鈦處理的能耗、水耗及成本。
[0036]下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置主要由干法粒化器1、碳化反應(yīng)床20、渣粒收集器30、和一氧化碳分離器40幾部分構(gòu)成。其中，干法?；?0的頂部設(shè)有含鈦高爐渣液入口 11和氣體出口 12，干法?；?0內(nèi)的中部位于含鈦高爐渣液入口的正下方位置處設(shè)有離心粒化裝置50，干法粒化器10的底部與所述碳化反應(yīng)床20的頂部相貫通連接;碳化反應(yīng)床20的底部設(shè)有漏斗狀的出料口 21，且碳化反應(yīng)床20的下部靠近漏斗狀出料口位置處的側(cè)壁上設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣口 22，在這里，反應(yīng)氣體進(jìn)氣口可以僅設(shè)置有一個(gè)，也可以設(shè)置有多個(gè)，且每個(gè)反應(yīng)氣體進(jìn)氣口用于通入甲烷和氫氣或者是主要成分為甲烷和氫氣的混合氣體(例如天然氣);渣粒收集器30則正對設(shè)置于碳化反應(yīng)床的出料口 21下方的出料位置處。干法?；?0頂部的氣體出口 12通過依次設(shè)置有抽風(fēng)機(jī)13和氣體干燥過濾器14的氣流通道連通至一氧化碳分離器40的進(jìn)氣口；所述一氧化碳分離器40用于從進(jìn)入的氣體中分離出一氧化碳，并將分離得到的一氧化碳和混合尾氣分別從其一氧化碳?xì)怏w出口 41和混合尾氣出口 42排出，且一氧化碳分離器的混合尾氣出口 42連通至碳化反應(yīng)床10的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口 22。
[0038]采用本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置實(shí)施含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚淼姆椒鞒淌疽饪驁D如圖2所示，具體實(shí)施步驟如下:
1)啟動(dòng)運(yùn)行含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，并通過其反應(yīng)氣體進(jìn)氣口向碳化反應(yīng)床內(nèi)通入甲烷和氫氣，由氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)帶動(dòng)含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置內(nèi)的氣流循環(huán)；
2)將熔融液態(tài)的含鈦高爐渣注入干法?；黜敳康暮伕郀t渣液入口，流入干法粒化器中的離心?；b置，在離心力作用下被甩出，隨后破碎、?；扇鄣危绎w行中的含鈦高爐渣熔滴在表面張力以及與干法?；鲀?nèi)上升的氣流進(jìn)行對流換熱，凝固成含鈦高爐渣顆粒，落入碳化反應(yīng)床中；
3)進(jìn)入碳化反應(yīng)床的含鈦高爐渣顆粒在繼續(xù)下落以及在碳化反應(yīng)床內(nèi)堆砌停留的過程中，與碳化反應(yīng)床內(nèi)上升的氣流再次進(jìn)行對流換熱，使得含鈦高爐渣顆粒降溫；
4)在步驟2)~3)的過程中，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，從反應(yīng)氣體進(jìn)氣口進(jìn)入碳化反應(yīng)床的甲烷和氫氣向上流入干法?；鲀?nèi)，且在碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)與含鈦高爐渣顆粒直接接觸，在溫度升高至1100?1300°C后，甲烷分解生成炭黑和氫氣，碳和氫氣再與含鈦高爐渣中的T12反應(yīng)生成碳化鈦、一氧化碳和水蒸氣，其中氫氣為還原劑，炭黑為碳化劑，從而使得含鈦高爐渣轉(zhuǎn)化為含有碳化鈦的碳化渣顆粒，然后從碳化反應(yīng)床底部的出料口排放至渣粒收集器加以收集;而碳化反應(yīng)床和干法粒化器內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳、水蒸氣與未反應(yīng)完的甲烷和氫氣所組成的混合氣體從干法粒化器頂部的氣體出口流入氣流通道，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，經(jīng)氣體干燥過濾器進(jìn)行干燥和除塵后流入至一氧化碳分離器，使得去除水蒸氣的混合氣體中的一氧化碳在一氧化碳分離器中被分離后從一氧化碳?xì)怏w出口排出，而去除水蒸氣的混合氣體中的甲烷和氫氣在一氧化碳分離器中與一氧化碳分離后從混合尾氣出口排出，然后通過碳化反應(yīng)床的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口重新回到碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)參與反應(yīng)。
[0039]通過本發(fā)明上述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置及其含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒梢钥吹剑景l(fā)明采用了干法?；▉磉_(dá)到對含鈦高爐渣的細(xì)化?；Ч?，同時(shí)通過通入甲烷和氫氣，利用含鈦高爐渣的余熱對進(jìn)行碳化，實(shí)現(xiàn)對含鈦高爐渣的提鈦處理，其原理是:液態(tài)的含鈦高爐渣注入干法?；骱螅ㄟ^離心?；b置高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用，將液態(tài)含鈦高爐渣離心甩出，在運(yùn)動(dòng)甩出及碰撞過程中破碎成粒狀，在表面張力的作用下得到細(xì)小的含鈦高爐渣顆粒，下落并在碳化反應(yīng)床內(nèi)堆砌停留，此過程中CHjPH2的混合氣體與具有一定初始溫度的含鈦高爐渣顆粒接觸傳熱，使得上升的CHjPH2的混合氣體溫度由于傳熱也升高到較高溫度，在溫度升高至1100?1300°C后，CH4分解成為C和H2，與含鈦高爐渣中的T12反應(yīng)成為碳化鈦，使得含鈦高爐渣轉(zhuǎn)化為含有碳化鈦的碳化渣顆粒，然后從碳化反應(yīng)床底部的出料口排放至渣粒收集器加以收集;此過程中，碳化反應(yīng)床內(nèi)通入CHjPH2，甲烷在實(shí)驗(yàn)條件下分解生成炭黑和氫氣的反應(yīng)如下:
CH4 = C + 2H2；
氫氣和含鈦高爐渣中的T12發(fā)生氣固反應(yīng)，還原效率高，反應(yīng)如下:
T12 + H2 = T1 + H2OT;
含鈦高爐渣中反應(yīng)生產(chǎn)的T1在實(shí)驗(yàn)條件下很快與甲烷分解生成的炭黑反應(yīng)生成碳化鈦，反應(yīng)如下:
T1 + 2C = TiC + CO； 由于CH4氣體分解生成的C活性很高，碳化溫度低，碳化速率快，碳化效率高，因此直接利用液態(tài)含鈦高爐渣的余熱即可達(dá)到上述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度條件，并且氫氣與含鈦高爐渣的反應(yīng)過程是反應(yīng)速率較快的氣固反應(yīng)，因此其整體反應(yīng)效率高、反應(yīng)過程穩(wěn)定易控;此外，碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳、水蒸氣與未反應(yīng)完的甲烷和氫氣所組成的混合氣體從干法?；黜敳康臍怏w出口流入氣流通道，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，經(jīng)氣體干燥過濾器進(jìn)行干燥和除塵，去除混合氣體中的水蒸氣以及隨氣體流動(dòng)的炭黑，干燥過濾后的混合氣體流入至一氧化碳分離器，使得去除水蒸氣的混合氣體中的一氧化碳在一氧化碳分離器中被分離后從一氧化碳?xì)怏w出口排出；該一氧化碳?xì)怏w出口排出的一氧化碳?xì)怏w可以收集后用以作為燃料，用以提升碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)的溫度;而去除水蒸氣的混合氣體中的甲烷和氫氣在一氧化碳分離器中與一氧化碳分離后從混合尾氣出口排出，然后通過碳化反應(yīng)床的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口重新回到碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)參與反應(yīng)，并且由于碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)反應(yīng)后得到的混合氣體的溫度高、所含顯熱量大，因此經(jīng)過簡單的干燥、分離后得到的甲烷和氫氣混合氣體依然具有較高的溫度，重新回到碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)也能夠作為熱能補(bǔ)給;不僅如此，本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法中，不需要對設(shè)備額外加熱到接近1700°c的高溫，不會導(dǎo)致設(shè)備因長期的高溫沖刷而出現(xiàn)使用壽命短的問題，降低了設(shè)備維護(hù)成本，并且所得到的碳化渣顆粒可以通過粉碎等處理達(dá)到所需粒度后直接用于進(jìn)行后續(xù)的氯化處理生產(chǎn)四氯化鈦。
[0040]由此可以看到，本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置和方法，通過對熔融液態(tài)的含鈦高爐渣進(jìn)行?；庸?，且利用含鈦高爐渣的余熱進(jìn)行甲烷碳化并實(shí)現(xiàn)對含鈦高爐渣的提鈦處理，達(dá)到了有效回收、利用高溫液態(tài)含鈦高爐渣的余熱作為化學(xué)熱的目的，不僅易于使用和操作，而且通過對余熱的高效回收利用大幅減少了額外能耗的消耗，降低了對含鈦高爐渣干法粒提鈦處理的能耗和成本，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中含鈦高爐渣提鈦處理工藝程序復(fù)雜、能耗和成本高的問題。
[0041]對于具體實(shí)施而言，在本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置中，為了確保碳化反應(yīng)床和干法?；髦泻伕郀t渣與氫氣和甲烷分解的炭黑、氫氣更充分的進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)也使得反應(yīng)后所得的碳化渣顆粒的粒度能夠直接的達(dá)到后續(xù)氯化處理所需的0.1?Imm的粒度要求，干法?；鲀?nèi)的離心?；b置可以采用優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的離心粒化裝置由驅(qū)動(dòng)軸豎直向上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上的多孔離心轉(zhuǎn)杯構(gòu)成;如圖3所示，所述多孔離心轉(zhuǎn)杯51具有一水平設(shè)置的杯底51a以及沿杯底邊緣豎直向上延伸的杯壁51b，多孔離心轉(zhuǎn)杯51的開口朝上且正對于干法?；鞯暮伕郀t渣液入口，多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁51b上沿周向設(shè)有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔51c，為了保證離心轉(zhuǎn)杯的杯壁具有足夠的容納支撐性，杯壁的厚度最好為I?3mm，而通孔的孔徑為0.1?1mm，排布在同一行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?2mm，排布在相鄰兩行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?3mm，且每相鄰兩行的通孔交錯(cuò)排列。該優(yōu)化結(jié)構(gòu)的離心?；b置采用了獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多孔離心轉(zhuǎn)杯，多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁沿杯底邊緣豎直向上延伸，且杯壁上沿周向設(shè)有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，從而在離心?；倪^程中，進(jìn)入多孔離心轉(zhuǎn)杯的熔融液態(tài)的含鈦高爐渣難以從杯壁的上邊緣甩出，而是在旋轉(zhuǎn)離心力作用下被迫從杯壁上的通孔中擠涌而出，形成直徑與通孔孔徑相當(dāng)?shù)娜墼壕€，并隨后破碎、?；扇鄣?，從而大幅減少了塊渣和渣棉的產(chǎn)生;多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁上通孔的孔徑為0.1?1_，被甩出的含鈦高爐渣熔滴大小受到通孔孔徑的限制，因此使得含鈦高爐渣熔滴冷卻后得到的冷卻?；揭仓饕植荚?.1~1_的區(qū)間，能夠直接的達(dá)到后續(xù)氯化處理所需的粒度要求;并且，由于多孔離心轉(zhuǎn)杯杯壁上的通孔從杯底位置處自下而上設(shè)置有多層，在離心粒化過程中，無論多孔離心轉(zhuǎn)杯內(nèi)熔融含鈦高爐渣的蓄積量較少或較多時(shí)，都能夠很好的使得熔融含鈦高爐渣從杯壁上不同高度的通孔涌出而得以?；?，從而使得多孔離心轉(zhuǎn)杯能夠很好的適應(yīng)不同熔融液態(tài)的含鈦高爐渣進(jìn)料流量的變化，減小了設(shè)備對熔融含鈦高爐渣進(jìn)料流量的限制，同時(shí)也使得旋轉(zhuǎn)?；^程中多孔離心轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)能能夠得到充分的利用，讓離心?；b置能夠以更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，以提高?；幚硇?此外，多孔離心轉(zhuǎn)杯杯壁的厚度為I?3mm，因?yàn)楸诤穸炔灰诉^大，否則杯壁上通孔的軸向長度過長容易導(dǎo)致熔渣在通孔中粘附，進(jìn)而易使得通孔堵塞，造成通孔利用率下降；而多孔離心轉(zhuǎn)杯杯壁上的通孔之間，排布在同一行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?2mm，排布在相鄰兩行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?3mm，且每相鄰兩行的通孔交錯(cuò)排列，這樣是保證多孔離心轉(zhuǎn)杯上通孔的分布情況不會過于密集而致使從不同通孔涌出的熔渣液線或熔滴因距離過近而重新相互結(jié)團(tuán)，影響?；Ч?，也保證通孔的分布情況不會過于稀疏而導(dǎo)致多孔離心轉(zhuǎn)杯杯壁上通孔數(shù)量較少造成轉(zhuǎn)杯內(nèi)蓄積的熔渣無法快速排出。在采用此優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的離心?；b置的條件下，為了保證?；Ч?，在啟動(dòng)運(yùn)行含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置后，需要控制干法?；髦须x心?；b置轉(zhuǎn)速達(dá)到900?2000rpm，可以使得含鈦高爐渣被粒化的粒度在0.1?Imm之間的顆粒質(zhì)量百分比占到80?90%，從而反應(yīng)得到碳化渣顆粒后，無需進(jìn)一步粉碎，即可直接用于進(jìn)行后續(xù)的氯化處理生產(chǎn)四氯化鈦。
[0042]此外，在本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置的具體實(shí)施中，碳化反應(yīng)床可以采用移動(dòng)床、流化床、轉(zhuǎn)底爐、豎爐、回轉(zhuǎn)窯或隧道窯等設(shè)備，避免了因完全重新設(shè)計(jì)碳化反應(yīng)床而增加裝置制造成本。而一氧化碳分離器主要是用于將碳化反應(yīng)生成的混合氣體經(jīng)過干燥后(主要成分為一氧化碳、甲烷和氫氣)，將其中的一氧化碳分離出來，可以采用多級變壓吸附塔等設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)，其具體的一氧化碳分離實(shí)施方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，不是本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，在此不再多加敘述。
[0043]而作為進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)，在本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置的具體實(shí)施中，如圖1所示，由于從碳化反應(yīng)床排出至渣粒收集器的碳化渣顆粒依然具有較高的溫度(通?？蛇_(dá)到600?900°C)，因此可以在渣粒收集器30的底部增加設(shè)置熱交換器60，且渣粒收集器30的底部與熱交換器60之間能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)，通過熱交換器進(jìn)一步回收渣粒收集器內(nèi)碳化渣顆粒的余熱，換取的熱量可用于發(fā)電等，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的余熱回收利用。而在此基礎(chǔ)上，如圖1所示，裝置中碳化反應(yīng)床20的出料口 21與渣粒收集器30之間還可以增設(shè)有圓盤給料器70，用以進(jìn)行碳化反應(yīng)床的出料口向渣粒收集器的送料布料處理;這樣以來，可以通過圓盤給料器，使得從碳化反應(yīng)床的出料口落入渣粒收集器的渣粒在渣粒收集器中鋪設(shè)更加均勻，避免了渣粒收集器內(nèi)的渣粒在碳化反應(yīng)床出料口下方位置的集中堆砌而導(dǎo)致散熱不均，從而更有利于渣粒收集器中的渣粒與熱交換器之間的熱傳導(dǎo)，能夠更好的保證碳化渣顆粒在渣粒收集器中與熱交換器的換熱效率。上述兩方面的改進(jìn)方案，通過不同側(cè)面的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得本發(fā)明的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置能夠具備更好的余熱回收利用效率。
[0044]此外需要說明的是，在本發(fā)明技術(shù)方案中，反應(yīng)所需通入的甲烷、氫氣的用量和比例，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的含鈦高爐渣中T12的含量情況，根據(jù)反應(yīng)所需用量比例來加以確定，是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)其已有技術(shù)知識進(jìn)行掌握的，加之本發(fā)明技術(shù)方案中可以能夠?qū)ξ捶磻?yīng)完的甲烷、氫氣加以回收循環(huán)，所以無需對入的甲烷、氫氣的用量和比例進(jìn)行過于嚴(yán)格的控制，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的情況，在不同階段適當(dāng)調(diào)整甲烷、氫氣的供應(yīng)量，來滿足實(shí)際加工操作需求。
[0045]綜上所述，本發(fā)明的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置結(jié)構(gòu)較為簡單，簡化了提鈦處理工藝操作流程，生產(chǎn)實(shí)施和使用操作都較為簡便，并且結(jié)合其含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，在實(shí)現(xiàn)對熔融液態(tài)的含鈦高爐渣?；庸さ耐瑫r(shí)，利用含鈦高爐渣的余熱進(jìn)行甲烷碳化并實(shí)現(xiàn)對含鈦高爐渣的提鈦處理，有效回收、利用高溫液態(tài)含鈦高爐渣的余熱作為化學(xué)熱，大幅減少了額外能耗的消耗，降低了對含鈦高爐渣干法粒提鈦處理的能耗和成本，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中含鈦高爐渣提鈦處理工藝程序復(fù)雜、能耗和成本高的問題，具有很好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，可以在國內(nèi)冶金企業(yè)推廣應(yīng)用。
[0046]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置，其特征在于，包括干法?；?、碳化反應(yīng)床、渣粒收集器和一氧化碳分離器； 所述干法?；鞯捻敳吭O(shè)有含鈦高爐渣液入口和氣體出口，干法粒化器內(nèi)的中部位于含鈦高爐渣液入口的正下方位置處設(shè)有離心?；b置，干法?；鞯牡撞颗c所述碳化反應(yīng)床的頂部相貫通連接;碳化反應(yīng)床的底部設(shè)有漏斗狀的出料口，且碳化反應(yīng)床的下部靠近漏斗狀出料口位置處的側(cè)壁上設(shè)有用于通入甲烷氣體和氫氣的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口；所述渣粒收集器正對設(shè)置于碳化反應(yīng)床的出料口下方的出料位置處； 所述干法?；黜敳康臍怏w出口通過設(shè)置有抽風(fēng)機(jī)和氣體干燥過濾器的氣流通道連通至一氧化碳分離器的進(jìn)氣口；所述一氧化碳分離器用于從進(jìn)入的氣體中分離出一氧化碳，并將分離得到的一氧化碳和混合尾氣分別從其一氧化碳?xì)怏w出口和混合尾氣出口排出，且一氧化碳分離器的混合尾氣出口連通至碳化反應(yīng)床的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，其特征在于，所述干法?；鲀?nèi)的離心?；b置由驅(qū)動(dòng)軸豎直向上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上的多孔離心轉(zhuǎn)杯構(gòu)成;所述多孔離心轉(zhuǎn)杯具有一水平設(shè)置的杯底以及沿杯底邊緣豎直向上延伸的杯壁，多孔離心轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于干法?；鞯暮伕郀t渣液入口，多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁上沿周向設(shè)有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述杯壁的厚度為I?3mm，所述通孔的孔徑為0.1?1mm，排布在同一行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?2mm，排布在相鄰兩行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?3mm，且每相鄰兩行的通孔交錯(cuò)排列。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置，其特征在于，所述碳化反應(yīng)床為移動(dòng)床、流化床、轉(zhuǎn)底爐、豎爐、回轉(zhuǎn)窯或隧道窯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，其特征在于，所述渣粒收集器的底部還設(shè)置有熱交換器，且渣粒收集器的底部與熱交換器之間能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，其特征在于，所述碳化反應(yīng)床的出料口與渣粒收集器之間設(shè)有圓盤給料器，用以進(jìn)行碳化反應(yīng)床的出料口向渣粒收集器的送料。6.一種含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置按如下步驟實(shí)施: I)啟動(dòng)運(yùn)行含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置，并通過其反應(yīng)氣體進(jìn)氣口向碳化反應(yīng)床內(nèi)通入甲烷和氫氣，由氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)帶動(dòng)含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理裝置內(nèi)的氣流循環(huán)； 2)將1350?1450 °C的熔融液態(tài)的含鈦高爐渣注入干法粒化器頂部的含鈦高爐渣液入口，流入干法?；髦械碾x心?；b置，在離心力作用下被甩出，隨后破碎、粒化成熔滴，且飛行中的含鈦高爐渣熔滴在表面張力以及與干法粒化器內(nèi)上升的氣流進(jìn)行對流換熱，凝固成含鈦高爐渣顆粒，落入碳化反應(yīng)床中； 3)進(jìn)入碳化反應(yīng)床的含鈦高爐渣顆粒在繼續(xù)下落以及在碳化反應(yīng)床內(nèi)堆砌停留的過程中，與碳化反應(yīng)床內(nèi)上升的氣流再次進(jìn)行對流換熱，使得含鈦高爐渣顆粒降溫； 4)在步驟2)?3)的過程中，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，從反應(yīng)氣體進(jìn)氣口進(jìn)入碳化反應(yīng)床的甲烷和氫氣向上流入干法?；鲀?nèi)，且在碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)與含鈦高爐渣顆粒直接接觸，在溫度升高至1100?1300°C后，甲烷分解生成炭黑和氫氣，碳和氫氣再與含鈦高爐渣中的T12反應(yīng)生成碳化鈦、一氧化碳和水蒸氣，其中氫氣為還原劑，炭黑為碳化劑，從而使得含鈦高爐渣轉(zhuǎn)化為含有碳化鈦的碳化渣顆粒，然后從碳化反應(yīng)床底部的出料口排放至渣粒收集器加以收集;而碳化反應(yīng)床和干法?；鲀?nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳、水蒸氣與未反應(yīng)完的甲烷和氫氣所組成的混合氣體從干法?；黜敳康臍怏w出口流入氣流通道，在氣流通道上的抽風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，經(jīng)氣體干燥過濾器進(jìn)行干燥和除塵后流入至一氧化碳分離器，使得去除水蒸氣的混合氣體中的一氧化碳在一氧化碳分離器中被分離后從一氧化碳?xì)怏w出口排出，而去除水蒸氣的混合氣體中的甲烷和氫氣在一氧化碳分離器中與一氧化碳分離后從混合尾氣出口排出，然后通過碳化反應(yīng)床的反應(yīng)氣體進(jìn)氣口重新回到碳化反應(yīng)床和干法粒化器內(nèi)參與反應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，其特征在于，所述干法粒化器內(nèi)的離心?；b置由驅(qū)動(dòng)軸豎直向上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上的多孔離心轉(zhuǎn)杯構(gòu)成;所述多孔離心轉(zhuǎn)杯具有一水平設(shè)置的杯底以及沿杯底邊緣豎直向上延伸的杯壁，多孔離心轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于干法粒化器的含鈦高爐渣液入口，多孔離心轉(zhuǎn)杯的杯壁上沿周向設(shè)有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述杯壁的厚度為I?3mm，所述通孔的孔徑為0.1?1mm，排布在同一行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?2mm，排布在相鄰兩行的相鄰兩個(gè)通孔邊緣之間的間距為I?3mm，且每相鄰兩行的通孔交錯(cuò)排列。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒ǎ涮卣髟谟?，所述步驟I)中，啟動(dòng)運(yùn)行含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚硌b置后，控制干法粒化器中離心?；b置轉(zhuǎn)速為900?2000rpm。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含鈦高爐渣干法粒化及甲烷碳化提鈦處理方法，其特征在于，所得碳化渣顆粒直接用于進(jìn)行氯化處理生產(chǎn)四氯化鈦。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含鈦高爐渣干法?；凹淄樘蓟徕佁幚矸椒?，其特征在于，所述渣粒收集器的底部還設(shè)置有熱交換器，且渣粒收集器的底部與熱交換器之間能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)； 含鈦高爐渣顆粒從碳化反應(yīng)床底部的出料口排放至渣粒收集器后，在渣粒收集器內(nèi)的含鈦高爐渣顆粒還與熱交換器進(jìn)行熱交換，對渣粒收集器內(nèi)含鈦高爐渣顆粒的余熱進(jìn)行回收利用。
【文檔編號】C21B3/06GK105907904SQ201610381125
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】呂學(xué)偉, 呂學(xué)明, 邱杰, 王倫偉, 邱貴寶, 扈玫瓏, 白晨光
【申請人】重慶大學(xué)