利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法.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CN106315584A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201610745174.X(22)申请日2016.08.29(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人党杰汪金生吕学伟白晨光扈玫珑周国治(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人黄河(51)Int.Cl.C01B32/907(2017.01)C01B32/921(2017.01)C01B32/40(2017.01)C01B3/50(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法(57)摘要本发明提供了一种利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，该方法采用较为廉价的含钛矿物或含钛炉渣作为钛元素的供体，并选用氢气和甲烷分别作为还原剂和碳化剂，节省了原料成本，并且加工温度只需达到较低的1200~1400℃，同时在制备碳氧化钛或/和碳化钛的过程中实现了甲烷的重整，由甲烷裂解得到氢气和炭黑，氢气和含钛原料发生气固还原反应，还原效率高，同时裂解的炭黑也极大的提高了碳化效率，碳化温度低，碳化速率快，节省了能耗成本，因此降低了生产成本、加快了生产反应速率、提高了对原料中钛元素的回收利用率，很好的解决了现有碳氧化钛和碳化钛生产工艺中制备温度高、生产效率低、成本高昂等问题。CN106315584ACN106315584A权利要求书1/2页1.利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将含钛矿物或含钛炉渣破碎为粉末并进行筛分，要求筛分所得粉末含钛物料中粒度在小于140目的颗粒占粉末含钛物料总重量的80%以上；步骤二：通过成分分析判断筛分所得的粉末含钛物料中所含铁元素的质量百分比是否达到5%；若不足5%，则在粉末含钛物料中添加铁粉或Fe2O3粉末，然后混合均匀，将得到的混合物料作为含钛反应原料；若已达到5%，则直接将粉末含钛物料作为含钛反应原料；步骤三：将所得的含钛反应原料放入碳化反应炉中，向碳化反应炉内持续通入甲烷、氢气和氩气的混合气体，加热并控制碳化反应炉内温度为1200~1400℃，对含钛反应原料进行还原碳化处理，并在还原碳化处理的过程中回收尾气；步骤四：还原碳化完成后向碳化反应炉中通入氩气，使得还原碳化后所得的碳氧化钛或/和碳化钛粗品冷却至室温；步骤五：取出冷却后的碳氧化钛或/和碳化钛粗品，经破碎、细磨成粉末后进行磁选分离得到磁选余料，再将所得磁选余料进行酸浸或锈蚀除杂处理，得到碳氧化钛或/和碳化钛产品。2.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤一中所采用的含钛矿物或含钛炉渣为高钛渣、钛铁矿、金红石、白钛石或锐钛矿，其中TiO2的含量大于40%。3.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤二中，如果需要添加铁粉或Fe2O3粉末，则铁粉的添加量为粉末含钛物料总重量的5%~10%，或Fe2O3粉末的添加量为粉末含钛物料总重量的7%~14%。4.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤三中所使用的甲烷、氢气和氩气的混合气体中，甲烷所占体积百分比为3%~8%，氢气所占体积百分比为30%~60%，氩气所占体积百分比为32%~67%。5.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤三中，还原碳化的反应时间为2~8小时。6.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤三中，在还原碳化处理的过程中回收的尾气用以进行分离处理得到氢气和一氧化碳气体，其中分离得到的一氧化碳气体用以作为加热碳化反应炉的燃料，分离得到的氢气则用以重新加入到碳化反应炉中参与反应。7.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤五中，若对磁选余料采用酸浸除杂，所采用的酸浸试剂为15%~37%质量百分比浓度的盐酸或25%~50%质量百分比浓度的氢氟酸，酸浸温度为35~85℃，对磁选余料进行酸浸处理的液固质量比为50~75:1。8.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在于，所述步骤五中，若对磁选余料采用锈蚀除杂，所采用的锈蚀试剂为0.1mol/L的NH4Cl溶液，锈蚀温度为35~85℃，且在锈蚀处理过程中向锈蚀试剂中通入空气，对磁选余料进行锈蚀处理的液固质量比为50~75:1。9.如权利要求1所述利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法，其特征在2CN106315