一種冶煉含鈦高爐渣的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及冶金領(lǐng)域，公開了一種冶煉含鈦高爐渣的方法，該方法包括使用還原劑在熔池中還原含鈦高爐渣中的二氧化鈦，所述方法包括在熔池底部預(yù)先加入一部分還原劑，再將含鈦高爐渣引入熔池并進(jìn)行升溫，待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑。采用該方法冶煉周期縮短，還原劑利用率高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及冶金領(lǐng)域，具體地，涉及一種冶煉含鈦高爐渣的方法。
技術(shù)介紹
攀枝花地區(qū)蘊(yùn)含有豐富的鈦資源，占我國鈦資源總量的90％以上。攀鋼采用先選鐵后選鈦的主體工藝路線，經(jīng)傳統(tǒng)高爐煉鐵流程鈦資源最終進(jìn)入高爐渣中，因此攀鋼高爐渣是釩鈦磁鐵礦冶煉產(chǎn)生的特有的高鈦型高爐渣，TiO2含量約為20～24％。為了提取高爐渣中的鈦，國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)開展了相關(guān)研究，目前來看，高鈦型高爐渣“高溫碳化-碳化渣低溫氯化制取TiCl4”的工藝路線是最具產(chǎn)業(yè)化前景的技術(shù)路線之一。高溫碳化工藝是在溫度1500～1700℃，用碳質(zhì)還原劑還原高鈦型高爐渣，反應(yīng)在三相交流電爐中進(jìn)行，得到TiC的含量為11～15％的碳化渣。之前專利CN201844678U提出了一種還原劑添加裝置，采用皮帶將還原劑輸送到上部料罐，經(jīng)可以旋轉(zhuǎn)的溜槽后降落至電爐，且電爐只有一個(gè)加料口。此種加料方式存在以下問題：作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)粉塵大、皮帶上料時(shí)間長(zhǎng)、下料堵料、還原劑偏析，另外在電爐內(nèi)還原劑下落過程中與電爐內(nèi)上升煙氣對(duì)流，還原劑燒損嚴(yán)重，無法使用粒度極細(xì)的焦粉，同時(shí)碳化渣中殘留部分沒有反應(yīng)的大顆粒焦粉，還原劑利用率低，冶煉周期長(zhǎng)。因此，開發(fā)一種高效的冶煉含鈦高爐渣的方法是非常必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的高爐渣冶煉方法中還原劑利用率低、冶煉周期長(zhǎng)等缺陷，提供了一種冶煉含鈦高爐渣的方法，采用該方法冶煉周期縮短，還原劑利用率高。具體地，本專利技術(shù)提供了一種冶煉含鈦高爐渣的方法，該方法包括使用還原劑在熔池中還原含鈦高爐渣中的二氧化鈦，其中，所述方法包括在熔池底部預(yù)先加入一部分還原劑，再將含鈦高爐渣引入熔池并進(jìn)行升溫，待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑。采用本專利技術(shù)提供的冶煉方法，通過改變還原劑的加入方式，通過熔渣升溫前爐底預(yù)加還原劑的技術(shù)，提前加入還原劑，充分利用升溫階段所需時(shí)間，縮短冶煉周期。另外，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過細(xì)化還原劑粒度，增大還原劑的比表面積，以增加熔渣中TiO2與C接觸、反應(yīng)的機(jī)會(huì)，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高還原劑的利用率；采用自耗式噴槍將還原劑噴入熔池表面或內(nèi)部，降低了還原劑的非必要消耗，與專利CN201844678U所采用加還原劑方式相比，節(jié)約還原劑用量約10～20重量％。本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本專利技術(shù)。在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來說，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。本專利技術(shù)提供了一種冶煉含鈦高爐渣的方法，該方法包括使用還原劑在熔池中還原含鈦高爐渣中的二氧化鈦，所述方法包括在熔池底部預(yù)先加入一部分還原劑，再將含鈦高爐渣引入熔池并進(jìn)行升溫，待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑。在本專利技術(shù)中，在熔池底部預(yù)先加入的一部分還原劑的量可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，例如，在熔池底部預(yù)先加入的一部分還原劑可以為總還原劑用量的10-60重量％，另一部分還原劑的用量可以為總還原劑用量的40-90重量％。為了提高還原劑的利用率以及考慮到冶煉效果，所述在熔池底部預(yù)先加入的還原劑為總還原劑用量的25-40重量％，另一部分還原劑的用量為總還原劑用量的60-75重量％。在本專利技術(shù)中，所述總還原劑用量指的是在熔池底部預(yù)先加入的一部分還原劑和待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑的總和。所述總還原劑的用量可以根據(jù)含鈦高爐渣中TiO2的含量來確定。考慮到冶煉過程中的損耗，總還原劑的用量為高爐渣中TiO2與C完全反應(yīng)生成TiC化學(xué)反應(yīng)計(jì)量所需理論配碳量的130-150重量％。具體的計(jì)算方法可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。本專利技術(shù)對(duì)所述還原劑的種類沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇。例如，所述還原劑可以為碳質(zhì)還原劑，優(yōu)選為焦粉、無煙煤和木炭中的一種或多種。所述還原劑中固定碳含量?jī)?yōu)選大于80重量％，水分含量?jī)?yōu)選不超過1重量％(如0.1-1重量％)。根據(jù)本專利技術(shù)，所述還原劑的粒度可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)。例如，在所述還原劑中，粒度小于150μm的還原劑的含量可以為90-100重量％，粒度為150-250μm的還原劑的含量可以為0-10重量％。其中，粒度大于74μm且小于150μm的還原劑的含量可以為0-20重量％，粒度為45-74μm的還原劑的含量可以為40-70重量％，粒度小于45μm的還原劑的含量可以為10-40重量％。為了達(dá)到更好的冶煉效果同時(shí)提高利用率，優(yōu)選的，在所述還原劑中，粒度大于74μm且小于150μm的還原劑的含量為5-20重量％，粒度為45-74μm的還原劑的含量為45-65重量％，粒度小于45μm的還原劑的含量為15-35重量％。所述粒度滿足上述要求的還原劑可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的磨煤機(jī)制備。在本專利技術(shù)中，所述還原劑分兩次加入，其中，“待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑”，其中，噴吹加入另一部分還原劑的時(shí)間點(diǎn)沒有嚴(yán)格的限定，可以在熔渣溫度升高至冶煉溫度之后立刻加入，也可以在升高至冶煉溫度之前開始逐漸加入，還可以在升高溫度之后一段時(shí)間內(nèi)加入，例如5min之內(nèi)。在本專利技術(shù)中，引入熔池的含鈦高爐渣的溫度沒有特別的限定，可以加入室溫(通常為25℃)下的高爐渣，也可以加入液態(tài)高爐渣(也可以稱為熱渣)。所述液態(tài)高爐渣可以通過高爐渣渣罐運(yùn)至冶煉廠，渣面破殼后通過直接傾翻或者溜槽倒入電爐內(nèi)。所述液態(tài)高爐渣的溫度可以為1280-1320℃。在本專利技術(shù)中，含鈦高爐渣的冶煉可以在電爐中進(jìn)行，例如可以在三相交流電爐中進(jìn)行。所述電爐的型號(hào)包括形狀功率等均可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇。在本專利技術(shù)中，加入含鈦高爐渣之后可以進(jìn)行熔渣升溫的步驟。所述升溫的步驟和速率可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇。所述熔渣升溫的最終溫度即為冶煉的溫度。所述冶煉的溫度可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如可以為1500-1700℃，優(yōu)選為1600-1650℃。根據(jù)本專利技術(shù)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑的方式為：使用一個(gè)或多個(gè)石墨噴槍向熔池表面或液面以下噴入還原劑。優(yōu)選的，所述石墨噴槍插入熔池的液面以下的深度可以為熔池液面高度的15-65％，根據(jù)電爐爐容和高徑比設(shè)計(jì)，所述熔池液面高度通常為0.7-2m。在加還原劑之前和加完還原劑之后，所述石墨噴槍的位置盡量不要在熔池的液面以下以減少損耗。在本專利技術(shù)中，所述石墨噴槍為特制自耗式石墨噴槍。所述石墨噴槍可以包括內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)，外層為石墨，所述石墨的厚度可以為40-80mm；內(nèi)層為耐熱鋼管，所述耐熱鋼管的內(nèi)徑可以為15-50mm，所述耐熱鋼管的厚度可以為5-12mm，所述內(nèi)層和外層的連接方式可以為緊密接觸。所述緊密接觸指的是耐熱鋼管和石墨直接進(jìn)行接觸，不需要使用粘結(jié)劑等。根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述石墨噴槍可以通過在石墨中心打孔之后插入耐熱鋼管制備而成。根據(jù)本專利技術(shù)，所述石墨噴槍的個(gè)數(shù)可以根據(jù)電爐的功率和形狀進(jìn)行設(shè)置，例如通常可以為1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種冶煉含鈦高爐渣的方法，該方法包括使用還原劑在熔池中還原含鈦高爐渣中的二氧化鈦，其特征在于，所述方法包括在熔池底部預(yù)先加入一部分還原劑，再將含鈦高爐渣引入熔池并進(jìn)行升溫，待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種冶煉含鈦高爐渣的方法，該方法包括使用還原劑在熔池中還原含鈦高爐渣中的二氧化鈦，其特征在于，所述方法包括在熔池底部預(yù)先加入一部分還原劑，再將含鈦高爐渣引入熔池并進(jìn)行升溫，待熔渣溫度升高至冶煉溫度時(shí)，往熔池中噴吹加入另一部分還原劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在熔池底部預(yù)先加入的一部分還原劑為總還原劑用量的10-60重量％，優(yōu)選為25-40重量％；另一部分還原劑的用量為總還原劑用量的40-90重量％，優(yōu)選為60-75重量％；優(yōu)選地，總還原劑的用量為高爐渣中TiO2與C完全反應(yīng)生成TiC化學(xué)反應(yīng)計(jì)量所需理論配碳量的130-150重量％；優(yōu)選地，所述還原劑為碳質(zhì)還原劑，更優(yōu)選為焦粉、無煙煤和木炭中的一種或多種；優(yōu)選地，所述還原劑中固定碳含量大于80重量％。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述還原劑中，粒度小于150μm的還原劑的含量為90-100重量％，粒度為150-250μm的還原劑的含量為0-10重量％；優(yōu)選地，粒度大于74μm且小于150μm的還原劑的含量為0-20重量％，粒度為45-74μm的還原劑的含量為40-70重量％，粒度小于45μm的還原劑的含量為10-40重量％。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，冶煉的溫度為1500-1700℃，優(yōu)選為1600-1650℃。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王東生，程曉哲，趙青娥，王唐林，黃家旭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51