細粒級鈦精礦預還原工藝的制作方法
【專利摘要】本發明屬于冶金領域，具體涉及一種細粒級鈦精礦預還原工藝。本發明所述的細粒級鈦精礦預還原工藝包括如下步驟：預處理，配料，預熱，焙燒還原及冷卻。本發明工藝所制得的鈦精礦預還原錠，金屬化率在60％以上。將此錠投入到電爐中進行深度還原與熔分，冶煉時間較傳統工藝短，大大降低了能耗，同時，解決了細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，完全符合后續冶煉及高效利用的要求。
【專利說明】細粒級鈦精礦預還原工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金領域，具體涉及一種細粒級鈦精礦預還原工藝。
【背景技術】
[0002]攀枝花市的鈦資源豐富，在鈦精礦的選礦過程中，有大量的細粒級鈦精礦(-200目粒度的鈦精礦占其總質量的70%左右)產生。這些細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排出，利用率很低，造成原料的浪費，且冶煉中爐塵排量大。
[0003]為了解決上述問題，多采用將細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、設備投入大、粉料多等缺陷，且加入的粘結劑使入爐鈦品位降低，同時增加生產成本，細粒級鈦精礦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底爐預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下才可以進行預還原，有能耗高、金屬化率低等缺點。
[0005]本發明采用了預還原工藝，其意義在于使細粒級鈦精礦預還原后結塊，同時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電爐冶煉的負擔，能耗得以降低，電爐的使用效率大大 提高。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種細粒級鈦精礦預還原工藝。該細粒級鈦精礦預還原工藝，包括如下步驟:
[0007]a、預處理:將碳質還原劑細磨至粒度< Imm,并將細粒級鈦精礦和碳質還原劑均干燥至含水率< 3% ；
[0008]b、配料:將預處理后的細粒級鈦精礦與碳質還原劑按質量比95~110:6~12混勻；
[0009]C、預熱:將混合后的物料放入至少有一端封閉的反應罐中，隨爐升溫至900°C~950 0C ；
[0010]d、焙燒還原:將預熱后的物料在900~1100°C下，焙燒30~40h ；
[0011]e、冷卻:將還原后的物料隨爐冷卻，得到鈦精礦預還原錠。
[0012]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟a中，所述的細粒級鈦精礦粒度
<0.075_的鈦精礦占其總質量的70%以上；主要成分為Ti0245%~47%，TFe30%~34%。
[0013]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟a中，所述的碳質還原劑為無煙煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一種。
[0014]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟c中，所述的反應罐為圓柱形，其半徑為100mm ~150mm。
[0015]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟c中，所述的反應罐的高度為380mm~500mm，以垂直堆疊的方式進行焙燒，堆疊層數為I~3層。
[0016]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟e中，所述的鈦精礦預還原錠中Ti0246%~48%，TFe33%~36%;MFe20%~30% (MFe為金屬鐵的簡寫，下同)；金屬化率60%~80%。
[0017]本發明方法步驟簡單，易于控制，使用常規冶煉設備就能實現。該細粒級鈦精礦預還原工藝可以回收選礦工藝中大量的細粒級鈦精礦，解決了細粒級鈦精礦在電爐冶煉中原料損失及爐塵排量大的問題。本發明細粒級鈦精礦中MFe < I %，而所制得的鈦精礦預還原錠中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行深度還原與熔分,冶煉時間由原來的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的收率均達到95%~98%，相對于現有技術中細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，完全符合后續冶煉及高效利用的要求。
【具體實施方式】
[0018]—種細粒級鈦精礦預還原工藝,包括如下步驟:
[0019]a、預處理:將碳質還原劑細磨至粒度< Imm,并將細粒級鈦精礦和碳質還原劑均干燥至含水率< 3% ；
[0020]b、配料:將預處理后的細粒級鈦精礦與碳質還原劑按質量比95~110:6~12混勻；
[0021]C、預熱:將混合后的物料放入至少有一端封閉的反應罐中，隨爐升溫至900°C~950 0C ；
[0022]d、焙燒還原:將預熱后的物料在900~1100°C下，焙燒30~40h ；
[0023]e、冷卻:將還原后的物料隨爐冷卻，得到鈦精礦預還原錠。
[0024]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟a中，所述的細粒級鈦精礦粒度
<0.075_的鈦精礦占其總質量的70%以上；主要成分為Ti0245%~47%，TFe30%~34%。
[0025]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟a中，所述的碳質還原劑為無煙煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一種。
[0026]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟c中，所述的反應罐為圓柱形，其半徑為 IOOmm ~150mm。
[0027]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟c中，所述的反應罐的高度為380mm~500mm，以垂直堆疊的方式進行焙燒，堆疊層數為I~3層。
[0028]具體的，上述細粒級鈦精礦預還原工藝，步驟e中，所述的鈦精礦預還原錠中Ti0246% ~48%，TFe33% ~36% ;MFe20% ~30% ;金屬化率 60% ~80%。
[0029]本發明細粒級鈦精礦預還原工藝預處理步驟中，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的細粒級鈦精礦；將煤粉細磨至粒度< 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%是因為水份過高會影響還原效果，增加還原時間,過低會增加成本。
[0030]本發明細粒級鈦精礦預還原工藝配料步驟中，鈦精礦與煤粉的質量比為95~110:6~12是因為煤粉的用量基本上為還原鈦精礦中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度，使粉料大幅增加，不利于后續入爐冶煉。
[0031]本發明細粒級鈦精礦預還原工藝預熱步驟中，反應罐的半徑為100~150mm主要是在綜合權衡反應溫度和反應時間的情況下，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，為了有利于擴大化生產，可以增加反應罐單元來實現。反應罐的高度為380mm~500mm，以垂直堆疊的方式進行焙燒，堆疊層數為I~3層是根據焙燒設備的高度及底層反應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生倒塌。
[0032]本發明細粒級鈦精礦預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，進而增加成本，同時還可能造成過燒，冶煉前破碎困難等，另外，溫度過高還會縮短焙燒設備的使用壽命。還原時間為30~40h是發明人經過反復的實驗確定的，時間過短鈦精礦中的Fe金屬化率低，時間過長造成能源的浪費。
[0033]本發明工藝中，未作特殊說明的，比例、含量、成分等均表示質量百分比。
[0034]實施例1
[0035]將細粒級鈦精礦(Ti0246.14%, TFe32.85% ；MFe < 1% ;粒度< 0.075mm 的鈦精礦占其總質量的75% )16.92kg與細磨至粒度< 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，填充后物料與耐火罐口齊平，再裝車推入隧道窯內，隨爐升溫至950°C，預熱15h，然后繼續升溫至1000°C，焙燒還原35h，隨爐冷卻至200°C以下后進行卸罐，得到鈦精礦預還原錠，還原錠中Ti0246.65%,TFe34.30%, MFe22.38%，金屬化率65.24%。將該預還原錠裝入電爐進行熔分，熔分溫度1600。。，時間 2.5h，得到酸熔性鈦渣 TiO2 為 74%, TFe 為 0.6% ;塊鐵 TFe % 98.9%, TiO2< 1%。
[0036]實施例2
[0037]將細粒級鈦精礦(Ti0246.62%, TFe32.30% ；MFe < 1% ;粒度< 0.075mm 的鈦精礦占其總質量的73% ) 16.56kg與細磨至粒度< 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，填充后物料與耐火罐口齊平，再裝車推入隧道窯內，隨爐升溫至950°C，預熱15h，然后繼續升溫至1000°C，焙燒還原35h，隨爐冷卻至200°C以下后進行卸罐，得到鈦精礦預還原錠，還原錠中Ti0247.20%,TFe34.50%, MFe24.20%，金屬化率70.1 %。將該預還原錠裝入電爐進行熔分，熔分溫度1600 0C，時間 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]利用該細粒級鈦精礦預還原工藝在尚億科技有限責任公司與金港公司進行的500噸左右的生廣試驗中，效果良好，實現了細粒級欽精礦的聞效綜合利用。
【權利要求】
1.細粒級鈦精礦預還原工藝，其特征在于:包括如下步驟: a、預處理:將碳質還原劑細磨至粒度<Imm,并將細粒級鈦精礦和碳質還原劑均干燥至含水率< 3% ； b、配料:將預處理后的細粒級鈦精礦與碳質還原劑按質量比95~110:6~12混勻； C、預熱:將混合后的物料放入至少有一端封閉的反應罐中，隨爐升溫至900°C~950 0C ； d、焙燒還原:將預熱后的物料在900~1100°C下，焙燒30~40h； e、冷卻:將還原后的物料隨爐冷卻，得到鈦精礦預還原錠。
2.根據權利要求1所述的細粒級鈦精礦預還原工藝，其特征在于:步驟a中，所述的細粒級鈦精礦粒度< 0.075mm的鈦精礦占其總質量的70%以上；主要成分為Ti0245%~47%, TFe30%~34%。
3.根據權利要求1所述的細粒級鈦精礦預還原工藝，其特征在于:步驟a中，所述的碳質還原劑為無煙煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的細粒級鈦精礦預還原工藝，其特征在于:步驟c中，所述的反應罐為圓柱形，其半徑為IOOmm~150mm。
5.根據權利要求1所述的細粒級鈦精礦預還原工藝，其特征在于:步驟e中，所述的鈦精礦預還原錠中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 優先權日:2014年4月30日
【發明者】荀勇, 吳振平 申請人:攀枝花市尚億科技有限責任公司