一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109136588A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811273871.5C21B13/02(2006.01)(22)申请日2018.10.30C21B13/12(2006.01)(71)申请人东北大学地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路195号(72)发明人唐珏储满生冯聪李峰汤雅婷柳政根赵伟王宏涛高立华王佳鑫李胜康(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人韩国胜(51)Int.Cl.C22B34/12(2006.01)C22B5/12(2006.01)C22B5/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法(57)摘要本发明涉及冶金技术直接还原技术领域，尤其涉及一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法。该方法以钛精矿氧化球团为原料，将其放入气基竖炉中利用还原气进行直接还原后，再送至中频感应炉内进行熔分，得到生铁和高钛渣，其中得到的生铁中铁的回收率大于97％，高钛渣中TiO2的回收率大于95％。该方法流程短且衔接紧凑，生产效率高，综合能耗低，为钛精矿高效清洁综合利用提供了新方法。CN109136588ACN109136588A权利要求书1/1页1.一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法，以气基竖炉为主要设备，采用钛精矿氧化球团为主要原料，利用还原气进行直接还原，而后采用中频感应炉进行熔分处理，其特征在于：所使用的钛精矿氧化球团的强度不低于2500N，并采用以下步骤进行生产：(1)将钛精矿氧化球团加入到气基竖炉中，同时向竖炉内持续通入还原气体，进行直接还原后制得钛精矿金属化球团；(2)将气基竖炉直接还原后得到的钛精矿金属化球团送至中频感应炉内，并向炉内加入还原剂和助熔剂，控制熔分过程气氛为真空或氩气气氛，熔分后实现渣铁分离，得到生铁和高钛渣。2.根据权利要求1中所述的一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法中的步骤(1)，其特征在于：还原温度控制在950～1100℃，还原时间不低于60min。3.根据权利要求1中所述的一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法中的步骤(1)，其特征在于：32通入的还原气体流量为4～6m/m·min，还原气中H2+CO的体积比不低于93％，H2和CO的摩尔比为2.0～4.0。4.根据权利要求1中所述的一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法中的步骤(2)，其特征在于：熔分温度控制在1550～1650℃，熔分时间为20～30min。5.根据权利要求1中所述的一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法中的步骤(2)，其特征在于：所述还原剂为活性炭或兰炭中的一种，还原剂的加入比例需保证还原剂中固定碳和钛精矿金属化球团中FeO的摩尔比为0.8～1.2。6.根据权利要求1中所述的一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法中的步骤(2)，其特征在于：所述助熔剂为生石灰，生石灰的加入比例需保证熔分过程中炉渣二元碱度为0.6～1.1。2CN109136588A说明书1/4页一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法技术领域[0001]本发明涉及冶金技术直接还原领域，尤其涉及一种钛精矿气基竖炉直接还原制取高钛渣的方法。背景技术[0002]钛在航空航天、生物医学、车辆工程等领域具有重要的利用价值和广阔的应用前景。我国攀枝花地区的钛矿储量最大，占国内总储量的48％，但多为矿物结构致密且固溶了较高含量的钙和镁的岩矿，故选出的钛精矿品位低，非铁钛杂质含量高。钛精矿中的钙主要以斜长石和钛辉石两种形式存在，镁则主要以斜长石和(Mg，Fe)TiO3类质同象的形式存在，故钛精矿的物相组成和矿物结构十分复杂，属于典型的难处理共(伴)生复杂含铁资源。[0003]目前工业中由钛精矿生产高品位富钛料的方法主要有：煤基还原-电炉熔炼法、选择氯化法、还原锈蚀法和酸浸法。(1)煤基还原-电炉熔炼法：工艺流程短，工厂占地面积小，副产品生铁可直接进行冶炼，但该方法能耗高，碳排放大，钛渣受到固体还原剂灰分及杂质影响，品位低，活性差；(2)选择氯化法：工艺简单，电耗小，产能大，易实现连续生产，渣铁分离彻底，但处理含钙、镁较高的钛铁矿时，难以解决CaCl2、MgCl2在炉底富集结料的问题，产生的FeCl3易恶化沸腾，Cl2和HCl对设备腐蚀严重，尾气难以处理；(3)还原锈蚀法：流程简单，成本低，污染小，但是该方法仅适用于处理高品位的海滨矿砂，我国大部分钛精矿并不适用于该工艺；(4)酸浸法：可有效去除铁、镁、铝、锰等杂质，获得高品位(90～96％)的人造金红石，但副流程长，并且还需排放大量液体废料。[0004]专利CN102399994B公开了一种