一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法.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CN106044771A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610381122.9(22)申请日2016.06.01(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人吕学伟吕学明邱杰王伦伟邱贵宝扈玫珑白晨光(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.C01B31/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法(57)摘要本发明提供了一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，以含钛高炉渣为原料，通过研磨、成球后，通过加热至1100~1300℃使得甲烷分解为氢气和炭黑，进而还原、碳化得到碳化钛粗品，再对碳化钛粗品进行磨细处理、除杂即可得到较为纯净的碳化钛产品，其流程简单易操作，并且由于甲烷分解得到氢气和活性很高的炭黑，氢气和含钛高炉渣发生气固反应，还原效率高，同时高活性的炭黑也极大的提高了碳化效率，使得整体反应效率提高，并降低了碳化温度，并且还将反应得到的尾气回收用作对密闭式碳化炉加热的气体燃料供给，从而有效的降低了能耗，更好地利用了现有含钛高炉渣资源，提高了含钛高炉渣的附加值，具有很好的工业应用价值。CN106044771ACN106044771A权利要求书1/1页1.一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将含钛高炉渣研磨后，与造球结合剂配料并混合均匀，然后通过压球机成球，得到混合球团料；2）将混合球团料送入密闭式碳化炉内，将密闭式碳化炉内抽真空后通入含甲烷气体，加热并控制密闭式碳化炉内温度在1100~1300℃，对混合球团进行碳化处理，得到碳化钛粗品，同时将尾气回收用作对密闭式碳化炉加热的气体燃料供给；3）密闭式碳化炉内碳化处理后得到的碳化钛粗品从密闭式转底炉中放出，在空气中冷却后，经破碎、细磨成粉末，然后除杂得到纯净的碳化钛产品。2.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，含钛高炉渣研磨后的粒度为200目以下。3.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，含钛高炉渣中TiO2含量为20~25%。4.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，造球结合剂为羧甲基纤维素，且造球结合剂的配入量为含钛高炉渣与造球结合剂总重量的2~4%。5.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，通过压球机成球所得混合球团料的粒度控制在10~20mm。6.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述密闭式碳化炉是密闭式的转底炉、竖炉、回转窑或隧道窑。7.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤2）中通入的含甲烷气体是CH4气体，或者是CH4和H2的混合气体，或者是CH4和CO的混合气体，或者是天然气，或者是焦炉煤气。8.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，在密闭式碳化炉内1100~1300℃的温度环境下，甲烷分解生成炭黑和氢气，反应如下：CH4=C+2H2；氢气作为还原剂还原含钛高炉渣中的TiO2，反应如下：TiO2+H2=TiO+H2O↑；反应产生的TiO在与甲烷分解产生的炭黑反应生成碳化钛，反应如下：TiO+2C=TiC+CO。9.根据权利要求1所述的基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，在空气中冷却固化后的碳化钛粗品经破碎、细磨成粒度为200目以下粉末，然后通过浮选方法除去碳化钛粗品中的杂质，即得到纯净的碳化钛产品。2CN106044771A说明书1/5页一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法技术领域[0001]本发明涉及高硬材料合成技术领域，特别涉及一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法。背景技术[0002]碳化钛是一种典型的过渡金属碳化物。它的键型是由离子键、共价键和金属键混合在同一晶体结构中，因此碳化钛具有许多独特的特性。晶体的结构决定了碳化钛具有高硬度、高熔点、耐磨损以及导电性等基本特征。碳化钛具有金属光泽的铁灰色晶体，立方晶系，弱磁性，具有类似金属的若干特性，高熔点（3450℃），高沸点（4300℃），硬度仅次于金刚石，有良好的导热和导电性，且导电性随温度的升高而降低，在1.1K时表现出超导性。因为碳化钛的硬度很大，故主要用来制造金属陶瓷，耐热合金和硬质合金。它的热硬度高