PDF《低温还原钛铁矿生产高钛渣的新工艺》

30 cm, 高90 cm, 有 效体积 0.

06 m

3 ;

电机额定功率为

90 kWh, 电压

380 V.钛铁矿的产量为1.

2 t/ h, 使用功率

75 kW.粒度 分析用 GSL- 101B 型激光颗粒分布测量仪, 结果见 图2.颗粒主要分布在 4~

12 L m 之间.此球磨机也 可将粉体的平均粒度磨细到 2~

3 L m, 而能耗可控制 在100 kWh/ t 以内.高效球磨机经过扩容后, 可实现 5~

10 t/ h 的产量( 钛铁矿) , 能够满足目前高钛渣的 工业生产要求. 图2超细钛铁矿粉的粒度分布 Fig.

2 Size distribution of superfine ilmenite powder

3 钛铁矿生产高钛渣的低温还原工艺 及特点 3.

1 低温工艺流程 除了粉体的制备、 低温还原试验外, 还进行了低 温还原装置、 工艺流程、 物料和能量平衡方面的可行 性试验、 分析和计算, 认为在低温下快速还原钛铁矿 工艺是可行的, 并形成了一项发明专利.这项专利不 仅可以处理钛铁矿粉, 而且还可处理铁矿粉与钒钛磁 铁矿粉等多种铁矿和共生铁矿[ 6] . 低温快速还原生产高钛渣的制备方法的具体流 程为, 将钛铁矿粉和煤粉分别在高效球磨机中磨细成 超细粉, 然后将它们按一定比例混匀, 造球后在加热 设备中还原.还原后的产品经冷却后磨碎通过磁选 方式得到铁粉和高钛渣, 或者通过熔分方式得到铁水 和高钛渣.低温还原与电炉熔炼法的工艺比较见表 2. 3.

2 能耗低 低温还原工艺的最主要特点是降低冶炼能耗: 由 于冶炼温度低(

600 e ) , 物料( 高钛渣) 的物理热量仅 为0.

75 GJ/ t(

200 kWh/ t) , 仅相当于电炉熔炼法的 1/

4 左右;

其次, 在600 e 左右, 化学反应较单一( 铁的还 原) , 而TiO2 的还原等副反应( 如TiO2 yTi3O5 yTi2O3) 难以发生, 因此化学反应耗热少(

500 kWh/ t 高钛渣) , 约为电炉熔炼法的 60% 左右;

再次, 低温条件下, 尾气、 冷却水带走的热量也仅相当于电炉熔炼法的 1/

4 左右.因此, 低温法冶炼高钛渣的能量约为

1 000 kWh/ t, 相当于电炉熔炼法的1/

3 左右. 3.

3 冶炼方法灵活 低温还原工艺除了可以用电加热外, 还可采用 煤或气作为热源.如用回转窑、 竖炉、 隧道窑等作为 加热方式, 这样可进一步降低生产成本.还原剂的 选择可根据钛铁矿的成分而定, 如果钛铁矿中的全 Fe 含量高、 而脉石(MgO、 SiO

2、 Al2O3 等) 杂质含量低, 通过还原可以得到TiO2 含量为 90% 以上的高钛渣, 则可选用较纯的碳质还原剂( 如碳粉等) .若钛铁矿 中的脉石含量高, 通过还原后仅可以得到 TiO2 含量 为80 % 左右的高钛渣, 则可以选用低灰份的煤 表2低温还原工艺与电炉熔炼法的工艺比较 Table

2 Comparison of EF and low- temperature reduction process 冶炼温度 ? e 冶炼设备 加热源 高钛渣能耗 ? kWh#t-

1 主要还原剂 冷却水 污染量 电炉熔炼法

1 700 电炉 电2700~

3 500 焦炭或石油焦 大量 大 低温还原工艺 500~

1 000 低温加热炉 电, 也可选择煤或可燃烧气体 900~

1 500 煤粉 少量 小 粉作为还原剂. 3.

4 利于环保 低温冶炼法可用煤作为还原剂, 而不需要焦炭或 石油焦作为还原剂, 避免了冶炼焦炭或石油焦过程的 环境污染.低温下 NOx、 SOx 等有害气体难以形成[ 7] , 因此排放量远低于电炉熔炼法的排放量.低温下, 冷 却水的用量也要明显少于电炉熔炼法的用量.

4 结论 ( 1) 当钛铁矿和碳质还原剂( 如煤粉) 粉体的粒度 约为