国外钛渣生产技术现状

国家 加拿大
南非 总计
１９９９ 年 ９５０ ０００ １ １６８ ０００ ２ １２０ ０００
２０００ 年 ９５０ ０００ １ ０５７ ０００ ２ ０１０ ０００
２００１ 年 ９５０ ０００ １ ０９０ ０００ ２ ０４０ ０００
２００２ 年 ９００ ０００ １ １５０ ０００ ２ ０５０ ０００
２００３ 年 ８７５ ０００ １ １００ ０００ １ ９８０ ０００
哈佛－ 圣皮埃尔的 ＬａｃＡｌｌａｒｄ 矿山采用露天方式 开采钛铁矿，有员工 ３００ 余人。由于气候原因，每 年 １￣２ 月不能开采。矿石开采出来后运到蒙特利尔 附近的 Ｔｒａｃｙ 选冶厂，矿石在此破碎后用重选法将 矿石品位提高到铁＋钛氧化物含量为 ９３％，再用回 转窑煅烧选过的矿石，以减少硫含量，冷却后与无 烟煤混合，用电炉冶炼，得到铁水和钛渣（ＴｉＯ２ 含 量为 ７０％，原索雷尔渣成分）。原有生产工艺的 铁 水 经脱硫增碳后，得到索雷尔金属（低锰生铁）， 其工艺流程见图 １。
北克铁钛公司（ＱＩＴ）、南非里查兹湾矿物公司（ＲＢＭ）、挪威 Ｔｉｎｆｏｓ 钛铁公司的发展历程、工艺技术装备及生产现状
做了详细介绍。这 ３ 家公司都采用大型密闭电炉冶炼钛渣，具有污染小、自动化程度高的特点，代表了当今世界
钛渣冶炼的先进水平。
关键词：钛铁矿；钛渣；富集钛；冶炼技术
中图法分类号：ＴＦ８２３
稀有金属快报 ３
２０ 世纪 ４０ 年代初，加拿大在魁北克东部哈 佛－ 圣皮埃尔（Ｈａｖｒｅ－ Ｓｔ．Ｐｉｅｒｒｅ）北部发现了钛铁矿矿 床。该 矿 床 最 初 由 肯 尼 克 特（Ｋｅｎｎｅｃｏｔｔ）铜 公 司 开 采，１９４８ 年该公司与新泽西（Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）锌公司合 资成立新企业魁北克铁钛公司，开发出用钛铁矿冶 炼生铁和钛渣的工艺。７０ 年代该公司卖给了 ＢＰ 矿 物公司，１９８８ 年 ＢＰ 矿物公司又被英国 ＲＴＺ 公司收 购，到 １９９５ 年，ＲＴＺ 与澳大利亚的 ＣＲＡ 合并组建 集团。目前该集团通过 ＲＴＺ 铁钛公司控制着 ＱＩＴ， 拥有南非理查兹湾矿物公司 ５０％的股份。
哈佛－ 圣皮埃尔的钛资源储量较大，最初探明 的矿石储量为 １×１０８ ｔ，铁、钛氧化物平均含量达 ８５％。矿石主要成分是钛铁矿和赤铁矿，矿石中的 碱土金属含量高，从而使冶炼的钛渣不能用作氯化 法钛白的原料。ＱＩＴ 除了生产用于熔炼的钛铁矿 外，还生产原矿产品，这种产品不经过选矿即可作 为冶金熔剂（索雷尔熔剂）出售。 ３．１．１ ＳＯ Ｒ ＥＬ 渣
钛渣销售额占 ＲＢＭ 公司销售额的 ７０％。里查兹湾 有 ２ 家子公司：Ｔｉｓａｎｄ 公司（从事采选）和里查兹湾
表 ２ 魁北克铁钛公司各种产品生产能力 Ｔａｂｌｅ ２ Ｃ ａｐａｃｉｔｙ ｏｆｖａｒｉｏｕｓ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｏｒＱ ＩＴ
铁钛公司（从 事 冶 炼）。 南 非 另 一 家 钛 渣 生 产 公 司
３ 国外主要钛渣生产企业的现状
３．１ 加拿大魁北克铁钛公司
加拿大魁北克铁钛公司是全球最大的钛渣生产 企业，已 有 ５０ 年 的 钛 渣 生 产 历 史 。 公 司 有 员 工 １４００ 人（不包括 ３００ 名矿山职工），其中研发人员 （专家、研究员、工程师和技术员）约 １００ 人。２００５ 年，公司投入的研发经费达 １ ２００ 万美元。目前公 司的钛渣生产能力为 １１０×１０４ ｔ／ａ，２００５ 年产钛渣 ９４×１０４ ｔ。该公司除 生 产 钛 渣 外 ， 还 生 产 优 质 生 铁、钢材、铁粉和钢粉等产品，见表 ２。
大、南非、挪威和乌克兰。此外俄罗斯、日本、哈 加拿大和南非是全球 ２ 个主要钛渣生产国，产量约 萨克期坦等国也能生产高钛渣（ＴｉＯ２ 大于 ９０％）。 占全球产量的 ８０％，其 １９９９￣２００５ 年的产量见表 １。
表 １ １９９９￣２００５ 年全球 ２ 个主要钛渣生产国产量 （ｔ） Ｔａｂｌｅ １ Ｙ ｉｅｌｄ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｓｌａｇ ｆｏｒｔｗ ｏ ｍ ａｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗ ｏｒｌｄ ｆｒｏｍ １９９９ ｔｏ ２００５
全世界钛渣生产能力为 ３００×１０４ ｔ／ａ，产能最大的 国家是南非，约 １３０×１０４ ｔ／ａ，实际产量约 １１０×１０４ ｔ／ａ。 加拿大产能居第 ２ 位，约 １１０×１０４ ｔ／ａ，实际产量约 ９０×１０４ ｔ／ａ，挪威生产能力排在第 ３ 位，约 ３０ ｔ／ａ， 乌克兰钛渣年产量约 ２０ ｔ。目前，欧美、日本等主 要 钛 白 生 产 商 均 采 用 钛 渣 、 渣／矿 混 合 料 和 金 红 石 作为钛白生产的原料，２００５ 年世界钛白总产能超 过 ４９０×１０４ ｔ，使用钛渣等富钛料为原料的钛白产 能已超过世界钛白总产能的 ７５％。氯化法钛白使 用钛渣等富钛料占原料的 ８５％以上，硫酸法钛白 使用钛渣占原料的 ５０％。
２２００００６６年年２２５５卷卷第第１９１期期
稀有金属快报 １
国外钛渣生产技来自百度文库现状
胡克俊 １，锡 淦 １，姚 娟 １，席 歆 ２
（１．攀钢钢铁研究院，四川 攀枝花 ６１７０００） （２．攀钢集团国际贸易公司，四川 攀枝花 ６１７０００）
摘 要：综述了国外钛渣生产技术的发展现状以及产品的用途。对国外最主要的 ３ 家钛渣生产企业— ——加拿大魁
高钛渣是以钛精矿为原料冶炼的一种含 ＴｉＯ２ 较 高的钛原料。高钛渣与人造金红石、天然金红石都 是生产钛白粉、海绵钛和电焊条的主要原料。在世 界富钛料生产中占主导地位。原因是生产工艺简 单，设备易于大型化，副产品生铁可回收利用， “三废”少且易于治理。高钛渣按其用途可分为酸 溶渣和氯化渣 ２ 种，酸溶渣适合硫酸法生产钛白， 氯化渣适合氯化法生产钛白和海绵钛。
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８－ ５９３９（２００６）１１－ ００１－ ０７
１前言
钛工业的主要原料有钛铁矿和富钛料 ２ 种，富 钛料包括钛渣、人造金红石和天然金红石 ３ 种。钛 铁矿作为生产钛渣的原料，就是最大限度的除去 铁、钙和镁等杂质元素，使钛富集。用钛铁矿富集 钛的方法有电炉法（钛渣法）、盐酸浸出法和锈蚀 法等，其中电炉法是富集 ＴｉＯ２ 的经典方法，具有设 备处理能力大，副产品生铁易于回收利用，“三废” 易治理等优点。
乌克兰钛渣生产采用半密闭间隙式电炉冶炼技
钢
ＳＯＲＥＬＳＴＥＥＬＴＭ
５００ ０００
术，电炉容量 ５ ０００～２４ ０００ ｋＶＡ，操作稳定、实现 了设备大型化和过程控制自动化，但与密闭电炉冶
金属粉末 高品位钛渣
ＡＴＯＭＥＴＴＭ ＵＧＳＴＭ
２００ ０００ ２５０ ０００
２２００００６６年年２２５５卷卷第第１９１期期
图 １ 魁北克铁钛公司原有生产工艺流程 Ｆｉｇ．１ Ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ＱＩＴ
构成三相供电，二次电压 ３００ Ｖ，二次电流 ５０ ０００ Ａ。 ＱＩＴ 采用开弧冶炼方法。这种方法适合高电导
率钛渣冶炼，可提高电炉产能。对于开弧冶炼电 炉，加料管的分布和加料速度控制十分重要，有 ３ 种不同位置的加料管：① 电极侧部加料管；② 不 同相电极间的加料管；③ 炉周加料管。每根加料 管的加料速度是根据该电极的输入功率、炉内温度 等许多因素确定的。加料速度必须严格控制：加料 量少，会使炉内壁周围的固体层熔化，炉壁和炉顶 受到侵蚀；加料量多，会使炉料在炉内堆积，产生 沸腾和泡沫渣，在炉表面形成结壳，破坏正常冶炼。
高温熔化钛渣具有极强的腐蚀性，几乎所有材 料均会腐蚀，因此 ＱＩＴ 公司采取内挂固体斜坡层来
综合评述
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防止熔化钛渣接触炉壁（专利技术）。由于采用开弧 冶炼，炉内电弧高温辐射炉盖，因此炉盖是个薄弱 环节，每年需修补或更换一次。
过 去 １０ 年 中 ， ＱＩＴ 对 冶 炼 工 艺 进 行 了 改 进 （见图 ２），钛渣中 ＴｉＯ２ 含量从 ７０％提高到 ８０％，生 产能力增加到 １１０×１０４ ｔ／ａ。产品除钛渣和铸铁外， 还有铁水、铁粉和钢粉。从 １９９４￣２００３ 年，钛渣年 产 量 基 本 维 持 在 ７６ ×１０４ ￣９６ ×１０４ ｔ 之 间 ， 其 中 １９９８ 年产量达到最高 （９６×１０４ ｔ），其后 ３ 年均保 持在 ９５×１０４ ｔ。２００２ 年以后，钛渣产量有所下降， 但近两年产量又有所回升（见表 ３）。目前 ＱＩＴ 宣布
司生产技术的特点是采用密闭电炉冶炼，连续加料， 非 ＲＢＭ 先进冶炼技术相比，钛渣生产工艺、设备、
电炉容量为 ２４ ０００～１００ ５００ ｋＶＡ，电炉烟气全部回 自动化装备水平、半钢处理利用以及煤气回收等均
收利用，副产物铁水用于生产优质生铁、钢坯、 存在一定的差距。
铁粉和钢粉。该公司钛渣技术及设备从不向国外转
电炉冶炼钛渣工艺过程中还原剂的选择十分重 要。冶炼钛渣的还原剂要求硫低、灰份低和挥发份 低。ＱＩＴ 选用美国宾夕法尼亚州的无烟煤作为还原 剂。电炉采用三相六电极直线排列的密闭式矩形电 炉，ＱＩＴ 共有 ９ 台电炉，总容量 ３３４ ０００ ｋＶＡ。炉 衬是氧化镁砖，炉底厚 ０．８ ｍ，炉壁厚 ０．６～０．８ ｍ， 炉盖是可拆卸的组合式结构，以便于维修。每台电 炉有 ６ 根直径 ６１０ ｍｍ 的石墨电极，电极间距 ２ ｍ， 每 ２ 根电极连接 １ 台单相变压器，３ 台单相变压器
２ 国外钛渣生产技术发展现状
目前世界上冶炼钛渣技术发达的国家有加拿
收稿日期：２００６－ ０９－ ２７ 作者简介：胡克俊，男，１９５６ 年生，教授级高工，攀钢钢铁研究院，四川 攀枝花 ６１７０００，电话： ０８１２－ ３３８０５３８，
Ｅ－ ｍａｉｌ：ｈｕｋｊ＠ｐａｎｙａｎ．ｃｎ
综合评述
２
ＶＶｏｏｌｌ．．２２５５，，ＮＮｏｏ．．１９１，，２２００００６６
钛渣生产采用电炉（按其形状有圆形炉和矩形 炉之分）冶 炼工艺，根据电炉密闭方式不同可分
为３ 种类型：密闭电炉冶炼、半密闭电炉冶炼和敞 口电炉冶炼。密闭电炉冶炼法是当今最先进的生 产方法，而敞口电炉冶炼则是最落后的钛渣生产 工艺。南非有当今世界上最大的钛渣生产电炉， 研制的大型钛渣密闭电炉年产能可达１１．６×１０４ ｔ。
的投资计划包括重建和改造 ９ 座电炉中的 ４ 座，这 将使索雷尔钛渣的生产能力进一步提高。
图 ２ 魁北克铁钛公司现有生产工艺流程 Ｆｉｇ．２ Ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ＱＩＴ
产品
牌号
生产能力 ／ｔ·ａ－１
— ——Ｎａｍａｋｗａ 公司年产钛渣能力为 ３０×１０４ ｔ。 挪威钛渣生产技术也很先进，可生产含 ＴｉＯ２
８５％的高钛渣，既可作为酸溶渣又可作为氯化渣。
钛渣 铁水 生铁
ＳＯＲＥＬＳＬＡＧＴＭ ＱＭＰ
ＳＯＲＥＬＭＥＴＡＬＴＭ
１ １００ ０００ ６００ ０００ ３６０ ０００
让。由于魁北克钛精矿中非铁杂质含量较高，所以 过去主要生产 ＴｉＯ２ ８０％的酸溶渣，供硫酸法钛白 粉厂作为原料。１９９６ 年魁北克铁钛公司投资 ２．６ 亿 美元，建设了 ＵＧＳ 渣生产线（即ＴｉＯ２ 大于 ９４％的高 钛渣），目前产品已占领北美氯化法钛白原料市场。
南非是全球头号钛渣生产大国，生产技术先 进 ， 年 生 产 能 力 为 １３０ ×１０４ ｔ， 主 要 生 产 含 ＴｉＯ２ ８５％的高钛渣，既可作为酸溶渣又可作为氯化渣。 南非里查兹湾矿物公司（ＲＢＭ）是 ＢＨＰ Ｂｉｌｌｉｔｏｎ Ｐｌｃ 和 Ｒｉｏ Ｔｉｎｔｏ ２ 家公司的子公司 （各占 ５０％的股份）， 钛渣生产能力为 １００×１０４ ｔ／ａ，是全球最大的优质钛 原料生产商，钛原料（钛渣和金红石）占全球的 ３０％，
２００４ 年 ９２５ ０００ １ １００ ０００ ２ ０２５ ０００
２００５ 年 ＊ ９４０ ０００ １ １５０ ０００ ２ ０９０ ０００
＊ 预测值。
加拿大魁北克铁钛公司（ＱＩＴ）钛渣生产技术处于 炼钛渣技术相比，能耗高，炉气不能回收利用，环
世界领先水平，钛渣生产能力为 １１０×１０４ ｔ／ａ。该公 保条件差。乌克兰钛渣生产技术与加拿大 ＱＩＴ 和南