含钛高炉渣提钛的方法.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CN108677025A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810765662.6(22)申请日2018.07.12(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人吕学伟游志雄张宇白晨光邱贵宝扈玫珑余文轴党杰徐健李涛胡丽文(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人李海华梁展湖(51)Int.Cl.C22B7/04(2006.01)C22B34/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称含钛高炉渣提钛的方法(57)摘要本发明公开了一种含钛高炉渣提钛的方法，将含钛高炉渣破碎、球磨处理成粉末状原料；将粉末状原料放置于加热炉内，在NH3体积浓度不小于10%的气氛中，并在800～1200℃的温度下反应0.5～10h，得到含有氮化钛的氮化渣；将氮化渣冷却后置于沸腾氯化炉中，向其内通入体积浓度不小于10%的Cl2并处于此气氛中，在250～600℃的反应温度下进行低温氯化反应0.5～2h，产生的蒸汽通过除尘、冷凝和分离后得到粗四氯化钛产物。本发明具有流程简单、易操作、氮化效率高等特点，与高温碳化相比，采用氮化的方法可明显降低反应温度，而且氮化钛可在更低的温度下进行氯化，从而显著降低了能耗，提高了含钛高炉渣的附加值，具有广阔的工业应用前景。CN108677025ACN108677025A权利要求书1/1页1.一种含钛高炉渣提钛的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将含钛高炉渣破碎、球磨处理成粉末状原料；（2）将步骤（1）中得到的粉末状原料放置于加热炉内，在NH3体积浓度不小于10%的气氛中，并在800～1200℃的温度下反应0.5～10h，得到含有氮化钛的氮化渣；（3）将氮化渣置于沸腾氯化炉中，向其内通入体积浓度不小于10%的Cl2并处于此气氛中，在250～600℃的反应温度下进行低温氯化反应0.5～2h，产生的蒸汽通过除尘、冷凝和分离后得到粗四氯化钛产物。2.根据权利要求1所述的含钛高炉渣提钛的方法，其特征在于：所述含钛高炉渣中TiO2质量含量为20%~32%，球磨处理后的粒度小于1mm。3.根据权利要求1所述的含钛高炉渣提钛的方法，其特征在于：在步骤（2）中，反应气氛为纯NH3、NH3与Ar的混合气体、NH3与N2的混合气体或NH3与H2的混合气体中的一种。4.根据权利要求1所述的含钛高炉渣提钛的方法，其特征在于：在步骤（3）中，反应气氛为纯Cl2或Cl2与N2的混合气体中一种。2CN108677025A说明书1/4页含钛高炉渣提钛的方法技术领域[0001]本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种含钛高炉渣提钛的方法。背景技术[0002]攀西地区的钒钛磁铁矿占中国钛资源总量的90%以上，其中钛经高炉冶炼后进入高炉渣中，受钒钛磁铁矿入炉比例限制，目前高炉渣中TiO2含量为21%～25%，若进一步提高钒钛矿入炉比例，渣中TiO2含量可提高至约32%。到目前为止，攀钢排放的高炉渣累计达到7000多万吨，并且以350万吨的数量逐年增加。国内对高钛型高炉渣的利用尚处于低端处理阶段，主要是将其用于作为制作矿渣水泥、卫生瓷板、微晶铸石、耐碱玻璃和耐碱矿棉等的原料，渣中的TiO2并未得到有效回收，大量含钛高炉渣直接原地堆放或丢弃，不仅造成了资源的浪费，还严重污染了环境。为更好地利用高钛型高炉渣，提取其中有用组分尤其是钛元素，国内进行了长期的科技攻关。其中，含钛高炉渣高温碳化－低温选择氯化工艺的研究受到了广泛关注。[0003]高温碳化－低温选择氯化工艺是将液态熔融含钛高炉渣直接流入密闭电炉中加热到1600~1800℃与碳混合进行碳化，碳化后的液态高炉渣在空气中自冷却，然后经破碎、细磨，颗粒状的碳化高炉渣在流化床中经氯气氯化，生成四氯化钛蒸汽，经除尘冷凝分离得到粗四氯化钛产品与氯化渣。虽然该工艺可充分利用熔渣物理热，但碳化过程需进一步将熔渣温度升同，电耗过高问题依然明显，碳化电耗成本可占总成本的80%；另一方面，由于碳化过程是固液反应，即使在如此高的温度下，碳化率仍然无法保证，能耗和碳化效率是目前制约该工艺的关键问题。专利CN106044771公开了一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，通过高温下CH4分解产生的碳黑作为碳源，高活性的碳黑有利于提高碳化效率，但是该过程为固固反应，限制了碳化效率的进一步提高。专利CN1234875C公开了还原氮化结合矿化剂处理含钛高炉渣使TiN富集长大的方法，该方法是将破碎后的高炉渣与煤粉（配煤量为25~35%）和矿化剂（1.5%~3.0%K2CO3）混合，在1300℃下恒温5h后再进行高温（1400~1500℃）还原碳化/氮化，使TiN和TiC