一種高鈦渣冶煉工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鈦渣冶煉工藝，解決高鈦渣冶煉工藝所采用的原料在生產(chǎn)高鈦渣時存在能耗高、污染環(huán)境的問題。本發(fā)明包括以下步驟：（1）將含鈦原料及輔助原料進行混合，得到混合原料；（2）將混合物料制成球團物料，并對其進行均勻布料和物料偏析；（3）利用燒結(jié)機將偏析后的球團物料進行燒結(jié)處理，得到熟料燒結(jié)塊；（4）將熟料燒結(jié)塊進行破碎；（5）對破碎后的熟料進行篩分，得到大小和粒度均勻的鈦熟料；（6）將鈦熟料加入煤爐進行冶煉，得到最終產(chǎn)物高鈦渣。通過上述方案，采用本發(fā)明制得的鈦熟料生產(chǎn)高鈦渣，可以達到降低電能和煤炭量的消耗，節(jié)約運行成本的目的，并且還可以縮短整個高鈦渣工藝的冶煉時長，因此，本發(fā)明適于推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種高鈦渣冶煉工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦物的冶煉工藝，具體地說，是涉及一種高鈦渣冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]高鈦渣(High Titanium Slag)是通過電爐加熱熔化鈦精礦，使鈦精礦中二氧化鈦和鐵熔化分離后得到的二氧化鈦高含量的富集物。隨著國家對環(huán)保方面的要求不斷提高，眾多廠家已紛紛采用高鈦渣作為原料生產(chǎn)鈦產(chǎn)品，因而高鈦渣的冶煉生產(chǎn)也就顯得極為重要。
[0003]如圖4所示，現(xiàn)有的高鈦渣冶煉工藝，其均是將含鈦原料直接加入電爐進行冶煉，沒有對含鈦原料進行任何的前序處理。由于含鈦原料內(nèi)含雜質(zhì)較多，直接通過電爐冶煉十分困難，不僅耗時長，而且能源消耗極大，冶煉成本很高。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)有高鈦渣冶煉工藝生產(chǎn)一爐高鈦渣平均需要冶煉38分鐘，耗電3300度，消耗煤碳250kg/噸、浙青200kg/噸。并且，由于使用了浙青，因此，其還會對環(huán)境造成很大的污染。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的高鈦渣冶煉工藝顯然不利于節(jié)能和環(huán)保，難以響應(yīng)國家提出的節(jié)能、環(huán)保號召。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高鈦渣冶煉工藝，主要解決現(xiàn)有高鈦渣冶煉工藝能耗大、時間長、成本高的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種高鈦渣冶煉工藝，包括以下步驟:
(1)將含鈦原料及輔助原料進行混合，得到混合原料；
(2)將混合物料制成球團物料，并對其進行均勻布料和物料偏析；
(3)利用燒結(jié)機將偏析后的球團物料進行燒結(jié)處理，得到熟料燒結(jié)塊；
(4)將熟料燒結(jié)塊進行破碎；
(5)對破碎后的熟料進行篩分，得到大小和粒度均勻的鈦熟料；
(6)將鈦熟料加入煤爐進行冶煉，得到最終產(chǎn)物高鈦渣。
[0007]進一步地，所述步驟(1)中通過圓盤給料機同時將含鈦原料及輔助原料加入圓筒混合機，完成原料混合。
[0008]再進一步地，所述步驟(2)包括以下步驟:
(2a)利用圓盤造球機將混合物料制造成球團；
(2b)利用梭式布料器對球團物料進行均勻布料；
(2c)球團物料均勻布料后，依次落入到多輥布料器中，由該多輥布料器對球團物料進行物料偏析，使球團物料按粒徑大小分層，且從上到下按照粒徑逐步增大的方式平整布置于燒結(jié)機內(nèi)。
[0009]再進一步地，所述步驟(4)中，利用單輥破碎機對熟料燒結(jié)塊進行破碎處理。[0010]更進一步地，所述步驟(5)中，利用電動振動篩對破碎后的熟料進行篩分。
[0011]更進一步地，所述步驟(1)中含鈦原料為鈦精礦，而輔助原料為焦粉和鈉基膨潤土，且鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比為:60%~80%: 10%~30%: 5%~15%。
[0012]優(yōu)選地，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比為60%: 30%: 10%。
[0013]優(yōu)選地，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比分別為70%: 20%: 10%。
[0014]優(yōu)選地，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比分別為70%: 15%: 15%。
[0015]優(yōu)選地，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比分別為80%: 15%: 5%。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明通過原料混合、造球、偏析和均勻布料、燒結(jié)、破碎以及篩分后，可對含鈦原料進行初步加工，將其制備成鈦熟料，整個制備流程簡潔明了，制備方便。
[0017](2)本發(fā)明采用鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的混合物作為原料，制備出了利于后續(xù)冶煉的中間產(chǎn)物——鈦熟料，將其作為冶煉加工的原始物料，因其化學(xué)成本的性能，可以輕易地完成冶煉，不僅大大縮短冶煉時間，還可以大大降低能耗，減少成本。經(jīng)測試，采用鈦熟料進行冶煉加工，平均一爐高鈦渣大約只需要耗費22分鐘，耗電1550度，煤碳120kg/噸，與采用含鈦原料進行冶煉加工相比，能耗和冶煉時長均減少了將近一半。由此可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有十分顯著的進步，技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，創(chuàng)造性顯而易見。
[0018](3)本發(fā)明不需要浙青，可以完全避免因浙青而帶來的環(huán)境污染，因此，本發(fā)明完全可以滿足國家對環(huán)保的要求，解決了現(xiàn)有的高鈦渣加工污染嚴重的問題。
[0019](4)本發(fā)明在制備鈦 熟料的過程中加入了焦粉，由于焦粉在整個高鈦渣冶煉工藝中可以起到還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架的作用，因而其可以加快整個工藝的冶煉進程，縮短冶煉時長，并且冶煉效果更佳。
[0020](5)本發(fā)明還在制備鈦熟料的過程中加入了鈉基膨潤土，其不僅具有良好的分散性、膨脹性和低濾失量，而且還具有穩(wěn)定的懸浮性、增稠性、潤滑性和強粘結(jié)性能，因而其能夠形成穩(wěn)定的膠層，并在將鈦精礦和焦粉粘結(jié)起來構(gòu)成鈦熟料的同時還確保水量不快速流失，確保鈦熟料的物理性能和化學(xué)性能穩(wěn)定，透氣性好；同時，鈉基膨潤土是一種天然環(huán)保無機材料，即便經(jīng)過了很長的時間或者周圍環(huán)境發(fā)生變化，也不會出現(xiàn)老化或腐蝕的現(xiàn)象，性能極佳，并且環(huán)保、無毒害，其加入高鈦渣冶煉工藝中，不僅可以為高鈦渣冶煉提供極大的助力,還沒有任何負作用。
[0021](6)本發(fā)明改變了本行業(yè)傳統(tǒng)高鈦渣冶煉加工直接將含鈦原料加入電爐進行冶煉的習(xí)慣做法，而將含鈦原料先進行前期處理，加工成粒度小、強度適中、透氣性高的鈦熟料，然后再將鈦熟料送入煤爐進行冶煉，如此使整個冶煉成本大大降低，效率大大提高，因此，本發(fā)明不僅取得了良好的技術(shù)效果，還為高鈦渣冶煉提供了一條新思路，為高鈦渣冶煉技術(shù)的發(fā)展帶來了新契機。
[0022](7)本發(fā)明采用圓盤給料機為后續(xù)設(shè)備提供物料，使用圓盤給料機能夠讓物料均勻地進入下一個設(shè)備中，讓下一道工序可以正常工作，從而節(jié)省勞動力，并且保護了設(shè)備的性能，延長了整個生產(chǎn)線設(shè)備的使用壽命。
[0023](8)本發(fā)明采用圓筒混合機對物料進行混合，其可以使混合的物料成份均勻，水分適中，透氣性好，很好地滿足了后續(xù)帶式燒結(jié)機對原料的要求。
[0024](9)本發(fā)明采用圓盤造球機將混合料制造成球，由于其具有操作簡單、動力小、產(chǎn)量大、球體自然成型的特點，因而其在將混合料制成球團物料方面具有很大的優(yōu)勢，非常適合用于制備鈦熟料的中間體。
[0025](10)本發(fā)明將梭式布料器和多輥布料器相結(jié)合，利用多輥布料器工作時的牽引力和物料自身的重力，使球團物料在進入燒結(jié)機的過程中，自動進行分層，大粒徑物料先進入燒結(jié)機，位于底層，而小粒徑物料后進入燒結(jié)機，位于上層，如此既保證了物料在燒結(jié)機內(nèi)分層均勻布料，又實現(xiàn)了不同粒徑的物料均受到適當燒結(jié)，即能足夠燒結(jié)又不過度燒結(jié)，從而使燒結(jié)之后的物料具有了良好的透氣性和燒透性，為后續(xù)的冶煉打下了良好的基礎(chǔ)。
[0026](11)本發(fā)明采用帶式燒結(jié)機對混合料進行連續(xù)燒結(jié)，效率極高。
[0027]( 12)本發(fā)明采用單輥破碎機對熟料燒結(jié)塊進行破碎，由于該種類型的破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、轉(zhuǎn)速低、噪音小、且能適應(yīng)電機正反轉(zhuǎn)而正常工作，因此，其可以進一步方便物料的破碎加工，并且降低制備成本。
[0028](13)本發(fā)明采用電動振動篩對熟料進行篩分，可以快速篩分出大小和粒度均一致的鈦熟料顆粒，篩分效率高，并且篩分產(chǎn)量大，實驗表明，其篩分產(chǎn)量可達到每小時15t。
[0029](14)本發(fā)明性價比高，成本低廉，可以批量制備出鈦熟料，解決了高鈦渣冶煉工藝的弊端，因此，其適于在高鈦渣冶煉方面推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明中制備鈦熟料所使用設(shè)備的系統(tǒng)框圖。
[0032]圖3為本發(fā)明中梭式布料器、多輥布料器和燒結(jié)機的位置關(guān)系示意圖。
[0033]圖4為現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程圖。
[0034]上述附圖中，附圖標記對應(yīng)的部件名稱如下:
1-梭式布料器，2-多棍布料器，3-燒結(jié)機。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0036]實施例1
本發(fā)明主要用于高鈦渣冶煉，而主要創(chuàng)新點在于先對含鈦原料的初步處理，將其加工成粒度小、強度適中、透氣性高的鈦熟料，之后再進行冶煉。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明包括以下步驟:
(1)將鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土進行混合，得到混合原料，其中，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比為:60%~80%: 10%~30%: 5%~15%;
(2)將混合物料制成球團物料，并對其進行均勻布料和物料偏析；
(3)將偏析后的球團物料進行燒結(jié)處理，得到熟料燒結(jié)塊；
(4)將熟料燒結(jié)塊進行破碎；
(5)對破碎后的熟料進行篩分，得到大小和粒度均勻的鈦熟料；
(6)將鈦熟料送入煤爐中進行冶煉，得到高鈦渣。
[0038]本發(fā)明按照上述工藝步驟可以利用多種硬件設(shè)備實現(xiàn)鈦熟料的制備，而本實施例所采用的硬件設(shè)備則如圖2和圖3所示，其包括通過帶式輸送機依次連接的給料機組、圓筒混合機、圓盤造球機和梭式布料器，位于該梭式布料器下方的燒融裝置，設(shè)置在梭式布料器與燒融裝置之間且斜向設(shè)置的多輥布料器，與該燒融裝置連接的破碎機，與該破碎機連接的振動篩，以及與該振動篩連接的熟料存儲爐，其中，給料機組由六個依次連接的圓盤給料機構(gòu)成，所述帶式燒結(jié)分別連接有主抽風(fēng)機和除塵器。多輥布料器斜向設(shè)置的目的在于利用物料的自身重力和多輥布料器的牽引力，使大粒徑物料先進入燒結(jié)機，而小粒徑物料則滯留在多棍布料器上一段時間，較大粒徑物料落入燒結(jié)機中，使燒結(jié)機內(nèi)的物料分層布料，大粒徑物料位于下層，小粒徑物料位于上層。由于大粒徑物料先進入燒結(jié)機，因此其燒結(jié)時間比小粒徑物料要略長一些，如此，便使得在物料出爐時，所有的物料都得到了適當?shù)臒Y(jié)，不會出現(xiàn)燒結(jié)不足，也不會出現(xiàn)燒結(jié)過度，燒結(jié)程度十分均勻，如此便有效確保了鈦熟料的整體性能，為后續(xù)冶煉奠定了良好的基礎(chǔ)。
[0039]根據(jù)上述硬件設(shè)備系統(tǒng)，本實施例的流程如下:
(1)利用圓盤給料機同時向圓筒混合機中加入鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土，本實施例中，三者的配比分別為60%、30%和10% ;該步驟中使用的圓盤給料機直徑規(guī)格為1560mm ；
(2)圓筒混合機將加入的物料進行混合，形成鈦熟料原料；該步驟使用的圓筒混合機的直徑規(guī)格為2.0X9.8m，轉(zhuǎn)速為7.5~9r/min ；
(3)混合后，圓筒混合機通過帶式輸送機向圓盤造球機中傳送混合料，由圓盤造球機將混合料制造成球團；該步驟中使用的圓盤造球機的直徑規(guī)格為3.5m,轉(zhuǎn)速為9~12r/min ；
(4)形成球團的物料在帶式輸送機傳送下進入到梭式布料器中，由該梭式布料器將其進行均勻布料，以利于后續(xù)燒結(jié)步驟中提高熟料的透氣性和燒透性；
(5)均勻布料后的球團物料落入到多輥布料器中，由該多輥布料器對其進行物料偏析，并使球團物料在自身重力和 多輥布料器提供的牽引力共同作用下按粒徑大小分層，粒徑大的球團物料先落入燒結(jié)機中，位于下層，而粒徑小的球團物料后落入燒結(jié)機中，位于上層；
(6)球團物料在帶式燒結(jié)機內(nèi)點火、預(yù)熱，并在主抽風(fēng)機抽風(fēng)的作用下進行燒結(jié)處理，形成熟料燒結(jié)塊；該步驟中，燒結(jié)過程所產(chǎn)生的煙氣通過除塵器除塵凈化后排出；該步驟中使用的帶式燒結(jié)機為18m2帶式燒結(jié)機，點火溫度為1300°C以下；
(7)球團物料形成熟料燒結(jié)塊后，進入到單輥破碎機中進行破碎，得到硬度和粒度適中的熟料；該步驟中使用的單輥破碎機為1.1m單輥破碎機；
(8)破碎后的熟料進入到電動振動篩中，由該電動振動篩篩分出大小和粒度均勻的鈦熟料。
[0040]將上述鈦熟料，送入煤爐進行冶煉，再經(jīng)過粗碎、一次磁選、中碎、篩分、二次磁選后，即可得到最終產(chǎn)物高鈦渣，如圖1所示。
[0041]為體現(xiàn)本發(fā)明制得的鈦熟料相比現(xiàn)有高鈦渣冶煉原料所具有的優(yōu)勢， 申請人:在四川省攀枝花大學(xué)釩鈦研究基地做了對比實驗，其對比的項目包括生產(chǎn)一爐高鈦渣所需的耗電量、煤炭消耗量和冶煉時長。生產(chǎn)一爐高鈦渣所得到的實驗結(jié)果對比如表1:
實驗項目I本發(fā)明I現(xiàn)有技術(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)將含鈦原料及輔助原料進行混合，得到混合原料； (2)將混合物料制成球團物料，并對其進行均勻布料和物料偏析； (3)利用燒結(jié)機將偏析后的球團物料進行燒結(jié)處理，得到熟料燒結(jié)塊； (4)將熟料燒結(jié)塊進行破碎； (5)對破碎后的熟料進行篩分，得到大小和粒度均勻的鈦熟料； (6)將鈦熟料加入煤爐進行冶煉，得到最終產(chǎn)物高鈦渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述步驟(1)中通過圓盤給料機同時將含鈦原料及輔助原料加入圓筒混合機，完成原料混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述步驟(2)包括以下步驟: (2a)利用圓盤造球機將混合物料制造成球團； (2b)利用梭式布料器對球團物料進行均勻布料； (2c)球團物料均勻布料后，依次落入到多輥布料器中，由該多輥布料器對球團物料進行物料偏析，使球團物料按粒徑大小分層，且從上到下按照粒徑逐步增大的方式平整布置于燒結(jié)機內(nèi)。`
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述步驟(4)中，利用單輥破碎機對熟料燒結(jié)塊進行破碎處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述步驟(5)中，利用電動振動篩對破碎后的熟料進行篩分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一條所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述步驟(O中含鈦原料為鈦精礦，而輔助原料為焦粉和鈉基膨潤土，且鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比為:60%~80%: 10%~30%: 5%~15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比為60%: 30%: 10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比分別為70%: 20%: 10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比分別為70%: 15%: 15%。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鈦渣冶煉工藝，其特征在于，所述鈦精礦、焦粉和鈉基膨潤土的質(zhì)量比分別為80%: 15%: 5%。
【文檔編號】C22B1/16GK103484662SQ201310498549
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】熊圣和, 馬文波 申請人:成都天祿源商貿(mào)有限公司, 成都益州鈦制品有限責任公司, 攀枝花市圣玲工貿(mào)有限公司