[发明专利]用含钛高炉渣还原碳化制取TiC晶粒的工艺方法

说明书

本发明公开了一种工艺方法，尤其是公开了一种用含钛高炉渣还原碳化制取TiC晶粒的工艺方法，属于冶金尾渣再利用生产工艺技术领域。提供一种能有效的提高TiC晶粒团聚体的粒径的用含钛高炉渣还原碳化制取TiC晶粒的工艺方法。所述的工艺方法包括以下步骤，先烧制密度与含钛高炉渣熔液密度相适应的球形含铁焦炭颗粒，然后将球形含铁焦炭颗粒与含钛高炉渣熔液混均高温碳化即制得径直为220～280μm的Fe‑TiC结合体，其中，TiC晶粒的平均径向长度在20～30μm之间。

技术领域

本发明涉及一种工艺方法，尤其是涉及一种用含钛高炉渣还原碳化制取TiC晶粒的工艺方法，属于冶金尾渣再利用生产工艺技术领域。

背景技术

在含钛高炉渣“高温碳化一低温氯化制取TiCl₄及建筑材料”的工艺中，存在碳化过程中焦炭上浮现象严重，碳化渣成品中TiC的品位不高，TiC颗粒的粒径较小通常只有几个到十几个微米，导致了低温氯化工艺中氯化效率不高的结果。为此考虑利用TiC晶粒容易在铁粒周围富集长大的特点，预先将碳化渣成品中的TiC进行富集长大，为进一步进行选分创造条件，进而可以有效地增大TiC与氯气接触的机会，促进氯化反应的发生，同时减少反应中氯气的消耗，最终提高氯化效率。

高运明、李慈颖等人研究了Fe₂O₃对攀枝花地区高炉钛渣碳氮化过程的影响。结果发现，高炉钛渣中加入适量Fe₂O₃对Ti(C,N)的生成总量影响不大，但先期还原得到的金属铁可以充当Ti(C,N)的生长核心，能有效促进Ti(C,N)晶粒的形成以及团聚长大。当Fe₂O₃的加入量增加到10％时，在1450℃下保温2h，Ti(C,N)晶粒团聚体平均尺寸可达7.4μm。TiC晶粒团聚体的粒径仍然达不到选矿的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效的提高TiC晶粒团聚体的粒径的用含钛高炉渣还原碳化制取TiC晶粒的工艺方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用含钛高炉渣还原碳化制取TiC晶粒的工艺方法，所述的工艺方法包括以下步骤，先烧制密度与含钛高炉渣熔液密度相适应的球形含铁焦炭颗粒，然后将球形含铁焦炭颗粒与含钛高炉渣熔液混均高温碳化即制得径直为220～280μm的Fe-TiC结合体，

其中，TiC晶粒的平均径向长度在20～30μm之间。

进一步的是，球形含铁焦炭颗粒是按下述步骤制取的，

先将铁粉和焦煤分别破碎磨细，然后将颗径合格的铁粉与焦煤按110～120:95～105的比例混均压实，接着将铁粉与焦煤的压实体加热至1020～1070℃保温，最后将降至室温的压实体破碎磨细至平均粒径为190～230μm完成球形含铁焦炭颗粒的制备。

上述方案的优选方式是，破碎磨细后的铁粉的粒径在180～220μm之间，破碎磨细后的焦炭的粒径在70～80μm之间，压实时的压力不低于10MPa。

进一步的是，压实体加热时的加热速度按5℃/min升温至1055℃后保温2h。

上述方案的优选方式是，压实体降温时的降温速度按5℃/min降至室温，并且全程通往氩气进行保护，通入氩气的流量为0.95～1.05L/min。

进一步的是，高温碳化制取Fe-TiC结合体是按下述步骤进行的，

先将球形含铁焦炭颗粒加入熔融的含钛高炉渣熔液中混均，然后按加热至1500℃以上保温碳化，最后将碳化后的高温含钛高炉渣熔液冷却至室温完成高温碳化制取Fe-TiC结合体的制取工作。

上述方案的优选方式是，碳化混均后的含钛高炉渣熔液时的加热速度按5℃/min升温至1500℃后保温2h。