钛精矿冶炼钛渣品位的确定方法及钛精矿冶炼钛渣方法技术

本发明专利技术涉及一种钛精矿还原冶炼钛渣品位的确定方法，特别适用于大型钛渣冶炼电炉工艺。本发明专利技术提供一种钛精矿冶炼钛渣品位的确定方法，包括以下步骤：a采用钛精矿冶炼钛渣，假定所选钛精矿用来冶炼品位分别为70-85％之间不同值的钛渣；b根据步骤a中假定钛渣品位预估钛渣中FeO和Ti2O3的含量；c根据假定钛渣品位及所得％Ti2O3和％FeO，预估所选钛精矿冶炼钛渣所需电耗，d根据所得电耗，结合所选钛精矿和所得钛渣的市场价格，选择综合生产成本最低的钛渣品位进行冶炼。本发明专利技术的方法可实现：在采用某些钛精矿还原冶炼钛渣时，能预先估计所选钛精矿应冶炼哪一品位的钛渣时生产成本最低，从而指导大型钛渣冶炼电炉进行冶炼钛渣。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种钛精矿还原冶炼钛渣品位的确定方法，特别适用于大型钛渣冶炼电炉工艺。本专利技术提供一种钛精矿冶炼钛渣品位的确定方法，包括以下步骤：a采用钛精矿冶炼钛渣，假定所选钛精矿用来冶炼品位分别为70-85％之间不同值的钛渣；b根据步骤a中假定钛渣品位预估钛渣中FeO和Ti2O3的含量；c根据假定钛渣品位及所得％Ti2O3和％FeO，预估所选钛精矿冶炼钛渣所需电耗，d根据所得电耗，结合所选钛精矿和所得钛渣的市场价格，选择综合生产成本最低的钛渣品位进行冶炼。本专利技术的方法可实现：在采用某些钛精矿还原冶炼钛渣时，能预先估计所选钛精矿应冶炼哪一品位的钛渣时生产成本最低，从而指导大型钛渣冶炼电炉进行冶炼钛渣。【专利说明】
本专利技术涉及一种钛精矿还原冶炼钛渣品位的确定方法，特别适用于大型钛渣冶炼电炉工艺。
技术介绍
钛渣冶炼行业在国内迅速发展，但普遍技术落后。目前国内在熔炼工艺的技术和经济合理性，主要集中体现在钛渣品位的选择上，经济电耗的钛渣品位需通过控制FeO含量来实现，而实际冶炼过程并未按此操作。由于采用不同矿种冶炼相同品位钛渣，其FeO含量不尽相同，FeO含量的高低直接关系到钛渣冶炼的技术经济指标，因此冶炼电耗也不同。国外先进钛渣冶炼技术一直对外严格保密。钛渣冶炼过程中FeO含量存在着“经济临界点”，如果低于“经济临界点”的钛渣，电耗将随之急剧升高，这对一定的输入功率来说也对应着电炉产能的降低，且其操作难度增大。 另外，钛渣中合适的FeO含量与挂渣层维护密切相关，FeO含量过高，产生的泡沫渣品位低、流动性好，反而会冲刷掉原有的挂渣层；而FeO含量过低，焦炭与钛渣反应缓慢，达不到适宜的泡沫化程度，难以实现挂渣目的。 可见，合适的FeO含量能保证与之相应的经济钛渣品位，节省多余时间和电能，以达到降本增效的目的。因此，如果在采用钛精矿还原冶炼钛渣时，如果能预先估计钛渣中FeO含量，进而得到冶炼钛渣所需电耗，对采用钛精矿冶炼何种品位的钛渣具有至关重要的指导作用，从而能够有效地选择经济电耗的钛渣品位，进而降低冶炼成本，这尤其适用于大型钛渣冶炼电炉。
技术实现思路
本专利技术针对上述现状，提供一种钛精矿还原冶炼钛渣品位的确定方法，所得方法能够有效地评估某一特定的钛精矿及还原剂适于冶炼哪一品位的钛渣。 本专利技术的技术方案: 本专利技术提供一种钛精矿冶炼钛渣品位的确定方法，包括以下步骤: a、采用钛精矿还原冶炼钛渣，假定所选钛精矿用来冶炼品位分别为70-85%之间不同值的钛渣； b、根据步骤a中假定钛渣品位预估不同品位钛渣中FeO的含量，预估方法为: I)分析检测所选钛精矿及所选还原剂灰分中Ti02、Fe0、Fe203、Mn0、Mg0、Ca0、Si02、Al2O3'Cr2O3'V2O5 的含量； 2)预估所选钛精矿冶炼得到的钛渣中杂质氧化物MxOy的含量，记为Mx0y%，采用式I分别计算钛渣中MxOy的含量: MxOy含量=(所选钛精矿和所选还原剂灰分中MxOy的含量XMxOy的入渣率X假定钛渣品位)/(钛精矿品位XT12的收率)(I) 式I中，MxOy为钛渣中杂质氧化物的通式，M为Fe、Mn、Mg、Ca、S1、Al、Cr或V元素中的一种，Ι≤χ≤δ,Ι≤Y≤δ； 式I中，所选钛精矿和所选还原剂灰分中MxOy的含量由步骤I测得，假定钛渣品位为步骤a中所假定的冶炼钛渣品位，MxOy的入渣率分别为:Mg093.62%,Mn087.21%,Ca097.1%,V20582%,A120391.5%,Si0271.6%、Cr203100%;钛精矿品位为步骤 I 所得的 T12的含量J12的收率为97%， 3)预估钛渣中FeO的含量，采用式2_6进行计算: (% T i203) eq = (% T i203) + (MTi203/MV205) (% V2O5) + (MTi203/MCr203) ( % Cr2O3) + (Mli203/Mai203) (% Al2O3) (2) (% Ti2O3) eq = -2.0737 (% FeO) eq+0.64527 (3) (% T12) eq = (% T12) + (2MTi/MTi203) X (MTi02/MTi) (% Ti2O3) (4) (% Fe0)eq+(% Ti2O3) eq+(% T12) = 100% (5) ( % FeO) eq = ( % FeO) + (MFe0/MMg0) ( % MgO) + (MFe0/Mfc0) ( % MnO) + (MFe0/MCa0) ( % CaO) + (MFe0/MSi02) (% S12)/2 (6)； 式中，(%Ti2O3) eq、(% FeO) eq 分别表示 Ti203、Fe0 的等效含量，(% T12) eq 表示步骤a中假定的钛渣的品位；M T1、MTi02、MTi203、MV205、Mcr203λ Ma1203、MFe0λ MMg0、Mmii0^ MCa0、Msi02 分别为 Ti 及各氧化物的摩尔质量；％V205、% MgO, % MnO, % Cr2O3> % A1203> % CaO, %S12为步骤2所得钛渣中各氧化物的含量，％Ti203、％ FeO分别表示钛渣中Ti2O3和FeO的含量；本专利技术中，无特殊指明，各氧化物的含量均指其质量含量； C、根据假定钛渣品位及步骤b所得％ Ti2O3和％ FeO (即Ti2O3和FeO的含量)，预估所选钛精矿冶炼钛渣所需电耗，预估方法为: 采用式7确定钛精矿冶炼钛渣所需电耗: 所选钛精矿冶炼钛渣所需电耗=理论吨钛渣电耗/电炉电效率 (7) 式7中，电炉电效率由冶炼设备和冶炼工艺确定； 式7中，理论吨钛渣电耗采用式8计算: 理论吨钛洛电耗=钛洛升温吸收热量Q1+铁水升温吸收热量Q2+还原反应热Q3 (8) Q1, Q2和Q3分别采用式9-11得到: 钛渣升温吸收热量Q1: a=4-(cM-1+x?)(9) 式9中=A1-钛渣质量kg;Cp.q-钛渣比热，取值为0.27142kcal/kg.°C ; t -钛渣出渣温度，为 1680-1700。。; λ q _ 熔化热，取值为 198.6367kcal/kg ； 铁升温吸收热量Q2: Q2=A' Cpvq ^q+ CP2-g._ tI)_(10) 式10中:A2-铁质量，铁质量/A1 = 0.46, kg ; C pl.q-固态铁比热，取值为 0.11096kcal/kg.V ；Cp2.~ 液态铁比热，取值为 0.18526kcal/kg.°C ； λ q -熔化热，取值为67.2754kcal/kg ；t2-出铁温度，为1470_1520°C山-铁熔化温度，取值为1250°C ； 还原反应热Q3: Q3 = FeO所需还原反应热+Fe2O3所需还原反应热+T12所需还原反应热 (11) FeO所需还原反应热、Fe2O3所需还原反应热、T12所需还原反应热的确定方式为: 所选钛精矿还原冶炼钛渣过程中，还原反应及反应热如式12-14，根据所选钛精矿成分和吨钛渣矿耗，结合式13确定Fe2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
钛精矿冶炼钛渣品位的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：a、采用钛精矿还原冶炼钛渣，假定所选钛精矿用来冶炼品位分别为70‑85％之间不同值的钛渣；b、根据步骤a中假定钛渣品位预估不同品位钛渣中FeO的含量和Ti2O3的含量，预估方法为：1)分析检测所选钛精矿及所选还原剂灰分中TiO2、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2、Al2O3、Cr2O3、V2O5的含量；2)预估所选钛精矿冶炼得到的钛渣中杂质氧化物MxOy的含量，记为MxOy％，采用式1分别计算钛渣中MxOy的含量：MxOy含量＝(所选钛精矿和所选还原剂灰分中MxOy的含量×MxOy的入渣率×假定钛渣品位)/(钛精矿品位×TiO2的收率)   (1)式1中，MxOy为钛渣中杂质氧化物的通式，M为Fe、Mn、Mg、Ca、Si、Al、Cr或V元素中的一种，1≤x≤5，1≤y≤5；式1中，所选钛精矿和所选还原剂灰分中MxOy的含量由步骤1测得，假定钛渣品位为步骤a中所假定的冶炼钛渣品位，MxOy的入渣率分别为：MgO93.62％、MnO87.21％、CaO97.1％、V2O582％、Al2O391.5％、SiO271.6％、Cr2O3100％；钛精矿品位为步骤1所得的TiO2的含量；TiO2的收率为97％，3)预估钛渣中FeO的含量，采用式2‑6进行计算：(％Ti2O3)eq＝(％Ti2O3)+(MTi2O3/MV2O5)(％V2O5)+(MTi2O3/MCr2O3)(％Cr2O3)+(MTi2O3/MAl2O3)(％Al2O3)   (2)(％Ti2O3)eq＝‑2.0737(％FeO)eq+0.64527   (3)(％TiO2)eq＝(％TiO2)+(2MTi/MTi2O3)×(MTiO2/MTi)(％Ti2O3)   (4)(％FeO)eq+(％Ti2O3)eq+(％TiO2)＝100％   (5)(％FeO)eq＝(％FeO)+(MFeO/MMgO)(％MgO)+(MFeO/MMnO)(％MnO)+(MFeO/MCaO)(％CaO)+(MFeO/MSiO2)(％SiO2)/2   (6)；式中，(％Ti2O3)eq、(％FeO)eq分别表示Ti2O3、FeO的等效含量，(％TiO2)eq表示步骤a中假定的钛渣的品位；MTi、MTiO2、MTi2O3、MV2O5、MCr2O3、MAl2O3、MFeO、MMgO、MMnO、MCaO、MSiO2分别为Ti及各氧化物的摩尔质量；％V2O5、％MgO、％MnO、％Cr2O3、％Al2O3、％CaO、％SiO2为步骤2所得钛渣中各氧化物的含量，％Ti2O3、％FeO分别表示钛渣中Ti2O3和FeO的含量；c、根据假定钛渣品位及步骤b所得％Ti2O3和％FeO，预估所选钛精矿冶炼钛渣所需电耗，预估方法为：采用式7确定钛精矿冶炼钛渣所需电耗：所选钛精矿冶炼钛渣所需电耗＝理论吨钛渣电耗/电炉电效率   (7)式7中，电炉电效率由冶炼设备和冶炼工艺确定；式7中，理论吨钛渣电耗采用式8计算：理论吨钛渣电耗＝钛渣升温吸收热量Q1+铁水升温吸收热量Q2+还原反应热Q3   (8)Q1、Q2和Q3分别采用式9‑11得到：钛渣升温吸收热量Q1：式9中：А1–钛渣质量kg；Cp·q–钛渣比热，取值为0.27142kcal/kg.℃；t–钛渣出渣温度，为1680‑1700℃；λq–熔化热，取值为198.6367kcal/kg；铁升温吸收热量Q2：Q2=A2·[Cp1·q·t1+λq+Cp2·q·(t2-t1)]---(10)]]>式10中：А2‑铁质量，铁质量/A1＝0.463，kg；Сp1·q‑固态铁比热，取值为0.11096kcal/kg.℃；Cp2·q‑液态铁比热，取值为0.18526kcal/kg.℃；λq–熔化热，取值为67.2754kcal/kg；t2‑出铁温度，为1470‑1520℃；t1‑铁熔化温度，取值为1250℃；还原反应热Q3：Q3＝FeO所需还原反应热+Fe2O3所需还原反应热+TiO2所需还原反应热   (11)FeO所需还原反应热、Fe2O3所需还原反应热、TiO2所需还原反应热的确定方式为：所选钛精矿还原冶炼钛渣过程中，还原反应及反应热如式12‑14，根据所选钛精矿成分和吨钛渣矿耗，结合式13确定Fe2O3所需还原反应热，吨钛渣矿耗等于钛渣品位/(钛精矿品位×TiO2的收率)，TiO2的收率为97％；根据钛精矿成分和吨钛渣矿耗，以及步骤b得到的钛渣中FeO含量，结合式12确定FeO所需还原反应热；根据步骤b得到的钛渣中Ti2O3的含量，将Ti3O5等效为TiO2和Ti2O3，通过Ti2O3含量...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯茂，缪辉俊，肖军，赵青娥，韩可喜，张继东，刘娟，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51