[发明专利]细粒级钛精矿预还原工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种细粒级钛精矿预还原工艺。

背景技术

攀枝花市的钛资源丰富，在钛精矿的选矿过程中，有大量的细粒级钛精矿(-200目粒度的钛精矿占其总质量的70％左右)产生。这些细粒级钛精矿的品位较好，TiO₂含量在46％左右，TFe含量在32％左右。但由于其粒度较小，导致在大型电炉冶炼高钛渣过程中难以直接使用，大部分原料会被除尘系统排出，利用率很低，造成原料的浪费，且冶炼中炉尘排量大。

为了解决上述问题，多采用将细粒级钛精矿压制及冷固成型后入炉冶炼，但存在成型率低、易粉碎、设备投入大、粉料多等缺陷，且加入的粘结剂使入炉钛品位降低，同时增加生产成本，细粒级钛精矿TiO₂收率仅在70％左右。

目前在钒钛磁铁精矿冶炼中虽然采用了转底炉预还原以提高电炉冶炼中TiO₂的收率，但前提是冷固成型后在高温1350～1400℃下才可以进行预还原，有能耗高、金属化率低等缺点。

本发明采用了预还原工艺，其意义在于使细粒级钛精矿预还原后结块，同时在较低温度下开始了铁的部分还原，此工艺的前处理减轻了后续电炉冶炼的负担，能耗得以降低，电炉的使用效率大大提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种细粒级钛精矿预还原工艺。该细粒级钛精矿预还原工艺，包括如下步骤：

a、预处理：将碳质还原剂细磨至粒度＜1mm，并将细粒级钛精矿和碳质还原剂均干燥至含水率＜3％；

b、配料：将预处理后的细粒级钛精矿与碳质还原剂按质量比95～110：6～12混匀；

c、预热：将混合后的物料放入至少有一端封闭的反应罐中，随炉升温至900℃～950℃；

d、焙烧还原：将预热后的物料在900～1100℃下，焙烧30～40h；

e、冷却：将还原后的物料随炉冷却，得到钛精矿预还原锭。

具体的，上述细粒级钛精矿预还原工艺，步骤a中，所述的细粒级钛精矿粒度＜0.075mm的钛精矿占其总质量的70％以上；主要成分为TiO₂45％～47％，TFe30％～34％。

具体的，上述细粒级钛精矿预还原工艺，步骤a中，所述的碳质还原剂为无烟煤、焦粉、木炭或石油焦中的至少一种。

具体的，上述细粒级钛精矿预还原工艺，步骤c中，所述的反应罐为圆柱形，其半径为100mm～150mm。

具体的，上述细粒级钛精矿预还原工艺，步骤c中，所述的反应罐的高度为380mm～500mm，以垂直堆叠的方式进行焙烧，堆叠层数为1～3层。

具体的，上述细粒级钛精矿预还原工艺，步骤e中，所述的钛精矿预还原锭中TiO₂46％～48％，TFe33％～36％；MFe20％～30％(MFe为金属铁的简写，下同)；金属化率60％～80％。

本发明方法步骤简单，易于控制，使用常规冶炼设备就能实现。该细粒级钛精矿预还原工艺可以回收选矿工艺中大量的细粒级钛精矿，解决了细粒级钛精矿在电炉冶炼中原料损失及炉尘排量大的问题。本发明细粒级钛精矿中MFe＜1％，而所制得的钛精矿预还原锭中MFe为20％～30％，其金属化率(MFe/TFe)在60％以上。将此锭投入到电炉中进行深度还原与熔分，冶炼时间由原来的3～4h缩短至2～3h，大大降低了能耗，每吨高钛渣的炉前电耗可以节省1400度左右。所得酸熔性钛渣TiO₂为73％～75％，TFe为0.5％～1％；块铁TFe为98.5％～99％，TiO₂＜1％；TiO₂及Fe的收率均达到95％～98％，相对于现有技术中细粒级钛精矿在电炉中还原与熔分仅有70％左右的TiO₂收率得到了大幅提高，完全符合后续冶炼及高效利用的要求。

具体实施方式

一种细粒级钛精矿预还原工艺，包括如下步骤：

a、预处理：将碳质还原剂细磨至粒度＜1mm，并将细粒级钛精矿和碳质还原剂均干燥至含水率＜3％；

b、配料：将预处理后的细粒级钛精矿与碳质还原剂按质量比95～110：6～12混匀；

c、预热：将混合后的物料放入至少有一端封闭的反应罐中，随炉升温至900℃～950℃；

d、焙烧还原：将预热后的物料在900～1100℃下，焙烧30～40h；

e、冷却：将还原后的物料随炉冷却，得到钛精矿预还原锭。