一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法技术

本发明专利技术提供了一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，包括以下步骤：(1)将富钛料、碳粉加入水混合均匀；(2)将混合料置于中频加热真空烧结炉中；(3)将烧结炉进行抽真空，25min内使炉内压力达到‑1000Pa；(4)加热，加热功率由小到大，加热至1.5h时，炉内温度升高至880‑930℃，炉内真空度为‑3000Pa；加热至2.5h时，炉内温度升高至1320‑1370℃；加热至3h时，炉内温度升高至1590‑1630℃；(5)在1590‑1630℃下，恒温加热2h；(6)降温。本发明专利技术冶炼钛金属方法污染小，环保性强，其采用低真空工艺，工艺简单，安全系数高，且成本较低，所得产品的产率高，具有较高的经济性，并适用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法
本专利技术涉及金属冶炼
，具体涉及一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法。
技术介绍
高钛渣是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物俗称，通过电炉加热熔化钛矿，使钛矿中二氧化钛和铁熔化分离后得到的二氧化钛高含量的富集物。高钛渣既不是废渣，也不是副产物，而是生产四氯化钛、钛白粉和海绵钛产品的优质原料。钛渣是由钛精矿冶炼而成。国内钛铁矿一般直接供硫酸法钛白生产作原料，少量加工成富钛料，供氯化法钛白、四氯化钛、海绵钛和电焊条工业使用。随着海绵钛和氯化钛白工业的迅速发展，对钛渣等富钛料的需求越来越大，国内钛渣产量逐年增加。2005年全球氯化法钛白使用富钛料占整个钛白工业原料55％，硫酸法钛白占45％。世界钛白工业使用富钛料量占所用原料75％以上。而目前国内氯化法钛白、四氯化钛、海绵钛和电焊条工业四项合计使用的富钛料才占国内钛矿消耗量的7.5％，硫酸法钛白占92.5％，与国外相比差距较大，表明在我国发展富钛料前景广阔。其中一种大规模获取高钛渣等富钛料中钛的方法，就是高温熔融还原，将其中的钛转化为碳化钛，使TiC含量达到10-25％，其余为钙、硅、镁、铝等硅酸盐的碳化钛炉渣。现有的还原这些含钛炉渣的方法通常是将冷态或热态的含钛炉渣装入电炉或矿热炉中，升温加热至一定温度后，再加入还原剂，通过反应将炉渣中的二氧化钛还原为碳化钛。存在熔化升温时间长，还原剂加料用时长，还原剂与熔渣混合不均匀，冶炼周期长，钛氧化物转化为碳化钛的转化率低，电耗高等缺点，造成整个工艺的经济性大打折扣，产业化前景微弱。目前市场钛冶炼技术大都采用湿法冶金技术，钛粉采用氢化工艺和切磨获得。环保压力大，危险系数高，工艺复杂。原材料获得途径少，量产限制大。利用高钛渣等富钛料制备钛金属的工艺前景广阔。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，污染小，环保性强，其采用低真空工艺，工艺简单，安全系数高，且成本较低，所得产品的产率高，具有较高的经济性，并适用于大规模生产。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，包括以下步骤：(1)将富钛料、碳粉加入水混合均匀后，得混合料；(2)将混合料置于中频加热真空烧结炉中；(3)将中频加热真空烧结炉进行抽真空，25min内使炉内压力达到-1000Pa；(4)对中频加热真空烧结炉开始加热，加热功率由小到大，加热至1.5h时，炉内温度升高至880-930℃，炉内真空度为-3000Pa；加热至2.5h时，炉内温度升高至1320-1370℃；加热至3h时，炉内温度升高至1590-1630℃；(5)在1590-1630℃下，恒温加热2h；(6)降温。优选地，所述富钛料为的高钛渣、金红石中的一种或两种。优选地，所述高钛渣的起始原料为TiO2含量为80-94％的高钛渣。优选地，所述金红石中TiO2含量≥95％。优选地，所述富钛料、炭粉、水的质量比为1∶0.35-0.55∶0.16-0.25。进一步地优选地，所述富钛料、炭粉、水的质量比为1∶0.43-0.47∶0.19-0.23。优选地，所述炭粉为兰炭小料碳粉，其制备方法为：将粒度在1厘米-3厘米之间、含水量为5±0.5％的兰炭小料用粉碎机粉碎至40目以下，即得。优选地，步骤(6)中，降温方式为：真空泵降温，炉内温度为1100℃时充入氩气，通过循环降温氩气带出炉内温度。优选地，步骤(6)中，降温方式为：真空泵缓慢降温，炉内温度为200℃时，采用自然冷却降温。本专利技术中，温度达到800℃开始产生少量CO，1350℃左右开始产生CO和CO2，1500℃左右开始产生大量CO2。中间化学反应如下：2TiO2+C＝CO+Ti2O32Ti2O3+3C＝3CO2+4TiTiO2+C＝CO2+Ti2H2O＝2H2+O2(1600℃左右C催化)TiO2+H2＝H2O+TiC+O2＝CO2(炉内保温石墨布有少量损坏)Ti2O3+6H2＝3H2O+2Ti本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用低真空工艺，工艺简单，安全系数高。同时生产时间短，能耗较低，所用原料易得，成本较低，所得产品的产率高，具有较高的经济性，并适用于大规模生产。(2)在生产过程中产生的废气体污染小，容易处理，环保性强。(3)本专利技术中所用原料为富钛料(高钛渣、金红石)、碳粉以及水，无危险添加剂和辐射污染，使操作安全，有效降低对环境的污染，并且不会对员工的身体健康造成伤害。具体实施方式本专利技术提供了一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，该冶炼钛金属方法具体包括以下步骤：(1)将富钛料、碳粉加入水混合均匀后，得混合料；(2)将混合料置于中频加热真空烧结炉中；(3)将中频加热真空烧结炉进行抽真空，25min内使炉内压力达到-1000Pa；(4)然后对中频加热真空烧结炉开始加热，加热功率由小到大，加热至1.5h时，炉内温度升高至880-930℃，炉内真空度为-3000Pa；加热至2.5h时，炉内温度升高至1320-1370℃；加热至3h时，炉内温度升高至1590-1630℃；(5)在1590-1630℃下，恒温加热2h；(6)降温；降温方式为以下两种形式：A、真空泵降温，炉内温度为1100℃时充入氩气，通过循环降温氩气带出炉内温度。B、真空泵缓慢降温，炉内温度为200℃时，采用自然冷却降温。其中，富钛料为的高钛渣、金红石中的一种或两种。其中高钛渣、金红石的细度在40-200目之间。金红石中TiO2含量≥95％。高钛渣的起始原料为TiO2含量为80-94％的高钛渣。当起始原料为TiO2含量为80-92％的高钛渣时，需要用磁选设备并用200目过筛去掉其他杂质铁粉和微量MnO2，再将所得高钛渣与炭粉、水进行混合。TiO2含量在92％以上的高钛渣，例如94％高钛渣可直接与炭粉、水进行混合。本专利技术中，富钛料、炭粉、水的质量比为1∶0.35-0.55∶0.16-0.25。进一步优选的质量比为1∶0.43-0.47∶0.19-0.23。炭粉进一步为兰炭小料碳粉，其制备方法为：将粒度在1厘米-3厘米之间、含水量为5±0.5％的兰炭小料用粉碎机粉碎至40目以下，即得。同时炭粉也可为本领域任意一种常用的炭粉，其细度均在40目以下。具体实施例：以下通过举例说明的方式示出若干具体实施例。应当理解，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，设想了其他实施例并可以进行修改。因此，以下的具体实施例不具有限制性意义。实施例1：一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，包括以下步骤：(1)选用细度为40目至200目之间的94％高钛渣(TiO2含量为94％)，取样7315克备用。取榆林产兰炭小料(粒度在1厘米至3厘米，含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将富钛料、碳粉加入水混合均匀后，得混合料；/n(2)将混合料置于中频加热真空烧结炉中；/n(3)将中频加热真空烧结炉进行抽真空，25min内使炉内压力达到-1000Pa；/n(4)对中频加热真空烧结炉开始加热，加热功率由小到大，加热至1.5h时，炉内温度升高至880-930℃，炉内真空度为-3000Pa；加热至2.5h时，炉内温度升高至1320-1370℃；加热至3h时，炉内温度升高至1590-1630℃；/n(5)在1590-1630℃下，恒温加热2h；/n(6)降温。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将富钛料、碳粉加入水混合均匀后，得混合料；
(2)将混合料置于中频加热真空烧结炉中；
(3)将中频加热真空烧结炉进行抽真空，25min内使炉内压力达到-1000Pa；
(4)对中频加热真空烧结炉开始加热，加热功率由小到大，加热至1.5h时，炉内温度升高至880-930℃，炉内真空度为-3000Pa；加热至2.5h时，炉内温度升高至1320-1370℃；加热至3h时，炉内温度升高至1590-1630℃；
(5)在1590-1630℃下，恒温加热2h；
(6)降温。


2.根据权利要求1所述的基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，其特征在于，所述富钛料为的高钛渣、金红石中的一种或两种。


3.根据权利要求2所述的基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，其特征在于，所述高钛渣的起始原料为TiO2含量为80-94％的高钛渣。


4.根据权利要求2所述的基于富钛料的低真空冶炼钛金属方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：康荷，
申请(专利权)人：康荷，
类型：发明
国别省市：江苏;32