[发明专利]半钢粒化法生产铁粉和蒸汽高效利用的方法

说明书

本发明涉及半钢粒化法生产铁粉和蒸汽高效利用的方法，采用如下制备装置，该装置包括熔融半钢注入结构、旋转粒化系统、冷却系统、金属颗粒收集结构、冷却水收集结构和蒸汽收集结构；旋转粒化系统中熔融半钢注入转盘，通过驱动电机的驱动带动转盘转动，使熔融半钢粒化；冷却系统将粒化飞溅出来金属颗粒冷却；金属颗粒收集结构对下落的金属颗粒金属收集；冷却水收集结构对下落的冷却水进行收集，蒸汽收集结构用于收集雾化室中的蒸汽；半钢熔融半钢注入结构注入转盘，旋转粒化系统进行粒化，最后收集金属颗粒和蒸汽。该方法利用半钢生产还原用铁粉，无需增碳脱硫以及合金化等工序，不但大大降低了能耗，还极大地缩短了工艺流程，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及金属颗粒制备技术领域，具体涉及半钢粒化法生产铁粉和蒸汽高效利用的方法。

背景技术

攀枝花地区有着丰富的钛资源，其储量位居世界钛资源前列。通过冶炼钛渣得富钛原料已成为开发攀西钛资源的重要途径。冶炼过程参见图1，以钛精矿和钛渣为原材料，经过酸解、溶解还原、沉降、水解、煅烧等工序，得到钛白粉。

在酸解阶段，钛精矿、钛渣颗粒和浓硫酸的酸—料混合物，需要利用空气进行喷吹搅拌并利用蒸汽进行搅拌；在溶解还原阶段，由于酸解工序得到的钛液中含有Fe³⁺，会影响钛白粉的白度指标，因此需要加入还原铁粉将Fe³⁺还原成Fe²⁺。工业用蒸汽价格120~240元/t，还原用铁粉价格为4000元/t，价格昂贵，这也是硫酸法钛白粉生产成本高的一个原因。

高钛渣冶炼过程实际上是一个除铁富集钛的过程，得到主产品钛渣和副产品半钢，如图2所示。

钛渣可以用来生产具有高附加值的钛白粉，而副产品半钢的附加值非常低。攀枝花高钛渣电炉冶炼半钢年产量为8.2万吨，半钢能否有效利用对提高钛精矿冶炼钛渣的整体经济性有着重要影响。

攀枝花高钛渣电炉冶炼半钢主要化学成分如表1所示。

表1攀枝花高钛渣电炉冶炼半钢主要化学成分

成分	Fe	S	C
含量(%)	97.4	0.35	1.50

由于攀枝花半钢的化学成分具有硫含量高，碳含量低的特点，难以直接利用，因此售价非常低，市场价为900元每吨。目前，半钢的主要作为生产铸造生铁、球墨铸铁管等产品的原料。然而，无论是用来生产铸造生铁还是用来生产球墨铸铁，半钢都必须先经过增碳、脱硫、合金化等工序进行预处理。增碳脱硫以及合金化处理不但工艺流程长，能耗高，还存在以下几个技术难题：

一般采用硅铁进行合金化处理，每生产1吨铸造生铁，需要消耗25kg的硅铁，合金化过程会对半钢造成200℃左右的温降；