钛渣生产新技术—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素

钛渣生产新技术—中国钒钛之都的生产、市场与产业的

知识元素

原创邹建新等

近年钛渣生产技术的发展方向体现在三方面，一是合理发展大型密闭矩形电炉，二是采用大型圆形密闭电炉，三是针对现有的圆形电炉进行局部各环节的改进。比如，近年云南新立公司引进了南非、德国及乌克兰的大型直流空心电极电弧炉技术，并进行了优化改进，运行效果较好。近年具有代表性的钛渣生产新技术如下。

（1）高杂质钛铁矿精矿制取富钛料的方法

中国地质科学院矿产综合利用研究所提出了一种高杂质钛铁矿精矿制取富钛料的方法，涉及富钛料的制取方法技术领域，其技术路线为：原矿—磁选—铁精矿—尾矿—浮选—钛铁矿精矿—焙烧—磁选—还原熔炼—钛渣—提纯—富钛料，该法集电炉熔炼法和酸浸法之优势，克服了两法之不足，既能处理高杂质含量的岩矿型钛铁矿精矿，又能生产高质量的钛渣产品。

（2）一种环形炉或转底炉冶炼钛渣的方法

攀钢提供了一种冶炼钛渣的方法，该方法包括下述步骤：将钛精矿、粘结剂和碳质还原剂的混合物制成球团矿或压团矿；将球团矿或压团矿烘干；使用环形炉或转底炉预还原球团矿或压团矿，从而制得金属化球团或金属化压团；将金属化球团或金属化压团装入电炉进行熔化分离，得到半钢和钛渣，其中，使用球团矿或压团矿的预还原产生的烟气为球团矿或压团矿的烘干提供热量，并使用熔化

分离过程中产生的烟气为球团矿或压团矿的预还原提供热量。

（3）利用钒钛铁精矿融态还原冶炼酸溶性钛渣的方法

攀钢提供了一种利用钒钛铁精矿融态还原冶炼酸溶性钛渣的方法。包括步

骤：将钒钛铁精矿与钛精矿混合，加入碳质还原剂和粘结剂，形成混合料；对所

述混合料进行还原，然后进行渣铁分离处理，以得到半钢和钛渣；对经渣铁分离

处理得到钛渣的表面进行喷水，以使钛渣的温度在降温过程中迅速跨越600℃～

850℃温度区间，形成酸溶性钛渣。该方法能够高效利用钒钛铁精矿中的Fe和

TiO

且具有融态还原过程反应平稳、熔化分离过程效果好、炉况稳定、冶炼周期2

短、电耗水平低和生产成本低等优点。

（4）钛渣电炉烟气余热利用系统

攀钢公开了一种钛渣电炉烟气余热利用系统，包括：第一废气烟道，从钛渣

电炉收集高温废气；第一空气烟道，从周围环境收集清洁冷空气；换热器，第一

废气烟道和第一空气烟道均连接到所述换热器，使高温废气和清洁冷空气在换热

器中换热；第二废气烟道，连接到换热器并通过换热器与第一废气烟道连通；第

二空气烟道，连接到换热器并通过换热器与第一空气烟道连通，其中，第一废气

烟道中设置有降温装置，在高温废气进入换热器之前使高温废气的温度降低至

550℃至800℃。

（5）自供燃料高钛渣生产炉

遵义钛厂公开了了一种高钛渣生产炉，该自供燃料高钛渣生产炉用无烟煤粉

作还原剂，在高温下其主要反应式为：FeO·TiO2＋C＝Fe＋TiO2＋CO，将反应过

程中产生的CO通过夹层通道输至燃烧室作为熔炼炉的燃料，进行“自供燃料熔

炼”，从而取代了电炉，并且装有圆盘给料机，使生产从现行一炉一炉的间断作

业变为连续不断地加料和连续不断地生产出高钛渣。不仅能节约大量的电能，而且使生产实现了连续化作业。

（6）一种密闭式还原炉

四川绿冶科技公司发明的密闭式还原炉，包括炉壁和炉腔，炉壁上有进料口、排气管、出料口与炉腔联通，进料口上有进料口阀门，排气管上有排气管阀门，出料口上有出料口阀门，炉腔中分布有电阻发热带和还原气体输送管，还原气体输送管穿过炉壁与炉壁外的还原气体输送管相连接，炉壁外的还原气体输送管上有还原气体输气管阀门，电阻发热带穿过紧密地嵌在炉壁中的高温陶瓷绝缘管与外接电源相连，电阻发热带表层有高温陶瓷绝缘涂层;在高钛渣生产中用于对钛精矿的还原;用所述炉子对矿石粉末中的金属氧化物进行还原时还原温度低，无喷渣，不翻渣结壳，生产环境有很大改善,无石墨电极损耗,电损低,炉腔内的温度容易控制。

（7）一种分离铁和钛制备高钛渣的方法和装置

中国科学院的发明涉及到含钛矿物(钛精矿或钛铁矿)在一种TFSF转底炉内分离铁和钛，制备高钛渣和金属铁的新工艺和新装置。其中的高钛渣可以应用于硫酸法或氯化法钛白粉生产工艺，而金属铁可以作为炼钢原料。本发明采用一种TFSF转底炉直接还原，以煤、焦炭或木炭为还原剂，以天然气、丙烷、燃油和煤粉等作供热燃料，在低于原料熔点，固相还原含碳球团中的氧化铁，分离含钛矿物中的铁和钛，同时生产高钛渣和铁，提高原料的综合利用率，降低生产成本，并可大规模生产，为钛资源综合利用提供了一个可行的途径。

（8）用钛精矿低温制备酸溶性钛渣的方法

梅卫东提供了一种用攀枝花钛精矿制备酸溶性钛渣的方法，包括以下步骤：

钛精矿磁选；取焦粉或煤粉与精制钛精矿混合均匀；球磨；还原，还原温度为950℃ -1100℃；破碎；球磨；磁选；对磁性物和非磁性物脱水和干燥，得到的非磁性物即酸溶性钛渣，磁性物为铁粉。该方法采用球磨粉料处理钛精矿，精矿在机械力作用下发生变形，产生大量的晶格崎变，提高了反应活性，降低了还原反应的开始温度，使钛精矿在低温时发生还原反应，避免钛铁矿相转变成亚铁板钛矿相，抑制矿物中氧化镁、氧化锰等杂质富集，控制二氧化钛还原，使铁晶粒长大，还原产物中的铁、钛容易单体分离，得到的钛渣的二氧化钛含量大于75％。

（9）矿热炉冶炼钛渣的冶炼方法及其装置

攀钢公开了一种热效率更高的矿热炉冶炼钛渣的冶炼方法及其装置。该冶炼方法增设了布料点和相应下料装置；用三维传热数学模型对各布料点进行温度模拟，据此调整其下料量。适用于上述方法的冶炼装置中，矿热炉本体内设置有测温装置，测温装置发出的信号输入到计算机，计算机输出相应的指令控制各下料装置，炉盖上增设了均布的布料孔及相应下料装置。实现了根据熔池表面不同功率区域的化料速度调整下料量，保持了炉料层的固定厚度以连续进行薄料层钛渣冶炼，克服了厚料层周期冶炼的缺点，可显著提高大型矿热炉冶炼钛渣的热效率，同时缩短单位产量的冶炼时间；可预估铁水量和熔渣量，对后续工序操作给出指示，特别适用于大型矿热炉钛渣冶炼。

（10）用于大型钛渣电炉的自焙电极及其生产工艺

攀钢公开了电炉冶金领域中一种机械性能高的用于大型钛渣电炉的自焙电极及其生产工艺。该自焙电极采用电极糊焙烧而成，其直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm3～ 1.5g/cm3。该自焙电极其抗折强度＞5.5MPa，耐压强度＞19MPa，可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。该自焙电极的生产工艺是将加入