細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝。本發(fā)明所述的細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝包括如下步驟：預(yù)處理，配料，預(yù)熱，焙燒還原及冷卻。本發(fā)明工藝所制得的鈦精礦預(yù)還原錠，金屬化率在60％以上。將此錠投入到電爐中進(jìn)行深度還原與熔分，冶煉時(shí)間較傳統(tǒng)工藝短，大大降低了能耗，同時(shí)，解決了細(xì)粒級鈦精礦在電爐冶煉中原料損失及爐塵排量大的問題。冶煉所得酸熔性鈦渣和塊鐵中TiO2和Fe的收率高，完全符合后續(xù)冶煉及高效利用的要求。
【專利說明】細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]攀枝花市的鈦資源豐富，在鈦精礦的選礦過程中，有大量的細(xì)粒級鈦精礦(-200目粒度的鈦精礦占其總質(zhì)量的70%左右)產(chǎn)生。這些細(xì)粒級鈦精礦的品位較好，TiO2含量在46%左右，TFe含量在32%左右。但由于其粒度較小，導(dǎo)致在大型電爐冶煉高鈦渣過程中難以直接使用，大部分原料會被除塵系統(tǒng)排出，利用率很低，造成原料的浪費(fèi)，且冶煉中爐塵排量大。
[0003]為了解決上述問題，多采用將細(xì)粒級鈦精礦壓制及冷固成型后入爐冶煉，但存在成型率低、易粉碎、設(shè)備投入大、粉料多等缺陷，且加入的粘結(jié)劑使入爐鈦品位降低，同時(shí)增加生產(chǎn)成本，細(xì)粒級鈦精礦TiO2收率僅在70%左右。
[0004]目前在釩鈦磁鐵精礦冶煉中雖然采用了轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原以提高電爐冶煉中TiO2的收率，但前提是冷固成型后在高溫1350~1400°C下才可以進(jìn)行預(yù)還原，有能耗高、金屬化率低等缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明采用了預(yù)還原工藝，其意義在于使細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原后結(jié)塊，同時(shí)在較低溫度下開始了鐵的部分還原，此工藝的前處理減輕了后續(xù)電爐冶煉的負(fù)擔(dān)，能耗得以降低，電爐的使用效率大大 提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝。該細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，包括如下步驟:
[0007]a、預(yù)處理:將碳質(zhì)還原劑細(xì)磨至粒度< Imm,并將細(xì)粒級鈦精礦和碳質(zhì)還原劑均干燥至含水率< 3% ；
[0008]b、配料:將預(yù)處理后的細(xì)粒級鈦精礦與碳質(zhì)還原劑按質(zhì)量比95~110:6~12混勻；
[0009]C、預(yù)熱:將混合后的物料放入至少有一端封閉的反應(yīng)罐中，隨爐升溫至900°C~950 0C ；
[0010]d、焙燒還原:將預(yù)熱后的物料在900~1100°C下，焙燒30~40h ；
[0011]e、冷卻:將還原后的物料隨爐冷卻，得到鈦精礦預(yù)還原錠。
[0012]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟a中，所述的細(xì)粒級鈦精礦粒度
<0.075_的鈦精礦占其總質(zhì)量的70%以上；主要成分為Ti0245%~47%，TFe30%~34%。
[0013]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟a中，所述的碳質(zhì)還原劑為無煙煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一種。
[0014]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟c中，所述的反應(yīng)罐為圓柱形，其半徑為100mm ~150mm。
[0015]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟c中，所述的反應(yīng)罐的高度為380mm~500mm，以垂直堆疊的方式進(jìn)行焙燒，堆疊層數(shù)為I~3層。
[0016]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟e中，所述的鈦精礦預(yù)還原錠中Ti0246%~48%，TFe33%~36%;MFe20%~30% (MFe為金屬鐵的簡寫，下同)；金屬化率60%~80%。
[0017]本發(fā)明方法步驟簡單，易于控制，使用常規(guī)冶煉設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)。該細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝可以回收選礦工藝中大量的細(xì)粒級鈦精礦，解決了細(xì)粒級鈦精礦在電爐冶煉中原料損失及爐塵排量大的問題。本發(fā)明細(xì)粒級鈦精礦中MFe < I %，而所制得的鈦精礦預(yù)還原錠中MFe為20%~30%，其金屬化率(MFe/TFe)在60%以上。將此錠投入到電爐中進(jìn)行深度還原與熔分,冶煉時(shí)間由原來的3~4h縮短至2~3h，大大降低了能耗，每噸高鈦渣的爐前電耗可以節(jié)省1400度左右。所得酸熔性鈦渣TiO2為73%~75%，TFe為0.5%~1% ;塊鐵TFe為98.5%~99%，Ti02 < l%;Ti02&Fe的收率均達(dá)到95%~98%，相對于現(xiàn)有技術(shù)中細(xì)粒級鈦精礦在電爐中還原與熔分僅有70%左右的TiO2收率得到了大幅提高，完全符合后續(xù)冶煉及高效利用的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018]—種細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝,包括如下步驟:
[0019]a、預(yù)處理:將碳質(zhì)還原劑細(xì)磨至粒度< Imm,并將細(xì)粒級鈦精礦和碳質(zhì)還原劑均干燥至含水率< 3% ；
[0020]b、配料:將預(yù)處理后的細(xì)粒級鈦精礦與碳質(zhì)還原劑按質(zhì)量比95~110:6~12混勻；
[0021]C、預(yù)熱:將混合后的物料放入至少有一端封閉的反應(yīng)罐中，隨爐升溫至900°C~950 0C ；
[0022]d、焙燒還原:將預(yù)熱后的物料在900~1100°C下，焙燒30~40h ；
[0023]e、冷卻:將還原后的物料隨爐冷卻，得到鈦精礦預(yù)還原錠。
[0024]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟a中，所述的細(xì)粒級鈦精礦粒度
<0.075_的鈦精礦占其總質(zhì)量的70%以上；主要成分為Ti0245%~47%，TFe30%~34%。
[0025]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟a中，所述的碳質(zhì)還原劑為無煙煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一種。
[0026]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟c中，所述的反應(yīng)罐為圓柱形，其半徑為 IOOmm ~150mm。
[0027]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟c中，所述的反應(yīng)罐的高度為380mm~500mm，以垂直堆疊的方式進(jìn)行焙燒，堆疊層數(shù)為I~3層。
[0028]具體的，上述細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，步驟e中，所述的鈦精礦預(yù)還原錠中Ti0246% ~48%，TFe33% ~36% ;MFe20% ~30% ;金屬化率 60% ~80%。
[0029]本發(fā)明細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝預(yù)處理步驟中，可以直接回收利用目前選鈦工藝中大量采用的浮選工藝所生產(chǎn)的細(xì)粒級鈦精礦；將煤粉細(xì)磨至粒度< Imm是基于對磨礦成本和還原效率的綜合考慮；干燥后含水率均< 3%是因?yàn)樗葸^高會影響還原效果，增加還原時(shí)間,過低會增加成本。
[0030]本發(fā)明細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝配料步驟中，鈦精礦與煤粉的質(zhì)量比為95~110:6~12是因?yàn)槊悍鄣挠昧炕旧蠟檫€原鈦精礦中Fe氧化物的理論值，如果煤粉過少則Fe的還原不夠充分，金屬化率不高；由于鈦精礦中Fe含量較低，如果煤粉過量，金屬化率雖有提高，但煤中的灰分會影響金屬鐵之間的連接與搭橋，從而影響還原錠的強(qiáng)度，使粉料大幅增加，不利于后續(xù)入爐冶煉。
[0031]本發(fā)明細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝預(yù)熱步驟中，反應(yīng)罐的半徑為100~150mm主要是在綜合權(quán)衡反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的情況下，填充物料的直徑不宜過大，否則柱心難以燒透，不利于鈦精礦中Fe氧化物的高效還原，為了有利于擴(kuò)大化生產(chǎn)，可以增加反應(yīng)罐單元來實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)罐的高度為380mm~500mm，以垂直堆疊的方式進(jìn)行焙燒，堆疊層數(shù)為I~3層是根據(jù)焙燒設(shè)備的高度及底層反應(yīng)罐的承重能力綜合考慮的，如果堆疊太高，在焙燒過程中容易發(fā)生倒塌。
[0032]本發(fā)明細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝焙燒還原步驟中，還原溫度需要控制在900~1100°C之間，如果溫度過低，則還原的效果不好，金屬化率較低，如果溫度過高，則增加燃料的用量，進(jìn)而增加成本，同時(shí)還可能造成過燒，冶煉前破碎困難等，另外，溫度過高還會縮短焙燒設(shè)備的使用壽命。還原時(shí)間為30~40h是發(fā)明人經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)確定的，時(shí)間過短鈦精礦中的Fe金屬化率低，時(shí)間過長造成能源的浪費(fèi)。
[0033]本發(fā)明工藝中，未作特殊說明的，比例、含量、成分等均表示質(zhì)量百分比。
[0034]實(shí)施例1
[0035]將細(xì)粒級鈦精礦(Ti0246.14%, TFe32.85% ；MFe < 1% ;粒度< 0.075mm 的鈦精礦占其總質(zhì)量的75% )16.92kg與細(xì)磨至粒度< Imm后的無煙煤1.08kg，均干燥至含水率
2.8%后混合均勻，一并裝入耐火罐(r = 100mm, h = 380mm)內(nèi)，填充后物料與耐火罐口齊平，再裝車推入隧道窯內(nèi)，隨爐升溫至950°C，預(yù)熱15h，然后繼續(xù)升溫至1000°C，焙燒還原35h，隨爐冷卻至200°C以下后進(jìn)行卸罐，得到鈦精礦預(yù)還原錠，還原錠中Ti0246.65%,TFe34.30%, MFe22.38%，金屬化率65.24%。將該預(yù)還原錠裝入電爐進(jìn)行熔分，熔分溫度1600。。，時(shí)間 2.5h，得到酸熔性鈦渣 TiO2 為 74%, TFe 為 0.6% ;塊鐵 TFe % 98.9%, TiO2< 1%。
[0036]實(shí)施例2
[0037]將細(xì)粒級鈦精礦(Ti0246.62%, TFe32.30% ；MFe < 1% ;粒度< 0.075mm 的鈦精礦占其總質(zhì)量的73% ) 16.56kg與細(xì)磨至粒度< Imm后的無煙煤1.44kg，均干燥至含水率
2.9%后混合均勻，一并裝入耐火罐(r = 100mm, h = 380mm)內(nèi)，填充后物料與耐火罐口齊平，再裝車推入隧道窯內(nèi)，隨爐升溫至950°C，預(yù)熱15h，然后繼續(xù)升溫至1000°C，焙燒還原35h，隨爐冷卻至200°C以下后進(jìn)行卸罐，得到鈦精礦預(yù)還原錠，還原錠中Ti0247.20%,TFe34.50%, MFe24.20%，金屬化率70.1 %。將該預(yù)還原錠裝入電爐進(jìn)行熔分，熔分溫度1600 0C，時(shí)間 2.4h，得到酸熔性鈦渣 TiO2 為 74.2%，TFe 為 0.55%;塊鐵 TFe ^ 98.8%, TiO2< 1%。
[0038]利用該細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝在尚億科技有限責(zé)任公司與金港公司進(jìn)行的500噸左右的生廣試驗(yàn)中，效果良好，實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒級欽精礦的聞效綜合利用。
【權(quán)利要求】
1.細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，其特征在于:包括如下步驟: a、預(yù)處理:將碳質(zhì)還原劑細(xì)磨至粒度<Imm,并將細(xì)粒級鈦精礦和碳質(zhì)還原劑均干燥至含水率< 3% ； b、配料:將預(yù)處理后的細(xì)粒級鈦精礦與碳質(zhì)還原劑按質(zhì)量比95~110:6~12混勻； C、預(yù)熱:將混合后的物料放入至少有一端封閉的反應(yīng)罐中，隨爐升溫至900°C~950 0C ； d、焙燒還原:將預(yù)熱后的物料在900~1100°C下，焙燒30~40h； e、冷卻:將還原后的物料隨爐冷卻，得到鈦精礦預(yù)還原錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，其特征在于:步驟a中，所述的細(xì)粒級鈦精礦粒度< 0.075mm的鈦精礦占其總質(zhì)量的70%以上；主要成分為Ti0245%~47%, TFe30%~34%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，其特征在于:步驟a中，所述的碳質(zhì)還原劑為無煙煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，其特征在于:步驟c中，所述的反應(yīng)罐為圓柱形，其半徑為IOOmm~150mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)粒級鈦精礦預(yù)還原工藝，其特征在于:步驟e中，所述的鈦精礦預(yù)還原錠中Ti0246 %~48 %，TFe33 %~36 % ；MFe20 %~30 % ;金屬化率60 %~80 %。
【文檔編號】C22B34/12GK103924062SQ201410182331
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】荀勇, 吳振平 申請人:攀枝花市尚億科技有限責(zé)任公司