一种碳化渣沸腾氯化方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种碳化渣沸腾氯化方法。该方法包括：基于碳化渣的粒度分布确定粒径阈值；基于粒径阈值确定沸腾氯化反应气速，沸腾氯化反应气速使得粒径小于粒径阈值的细碳化渣悬浮并且粒径大于粒径阈值的粗碳化渣沉降；向沸腾氯化反应器中添加碳化渣并将气速调整为所确定的沸腾氯化反应气速；当沸腾氯化反应器内的碳化渣的量达到预定体积且能够满足进出料平衡时，将沸腾氯化反应器中的粗碳化渣排出；将排出的粗碳化渣磨碎至预定大小后再次加入沸腾氯化反应器中。本公开还提供了使用该方法进行沸腾氯化的系统。该方法和系统不需要对沸腾氯化反应器进行大的结构改动且易于操作，解决碳化渣粒度分布较宽、氯化率偏低的问题。氯化率偏低的问题。氯化率偏低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化渣沸腾氯化方法和系统


[0001]本专利技术涉及钛渣冶炼
，尤其涉及一种碳化渣沸腾氯化方法和系统。

技术介绍

[0002]钒钛磁铁矿是一种多元素的共生矿，矿中含铁(在矿中以铁的氧化物形式存在)30～34Wt％，主要用作提铁、钒、钛的原料。攀西地区生产的钒钛铁精矿中含有一定量的TiO2，高炉冶炼后所产生的高炉渣中还含有一定量的钛。
[0003]针对冶炼后的高炉渣，目前已经研发出一些提钛方法。例如攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司所研发的高炉渣高温碳化、低温进行选择性氯化生成TiCl4的提钛方法。其中高炉渣经碳热还原处理获得碳化渣，渣中TiO2还原率稳定控制在85％以上。但低温选择性氯化工序氯化效率在60％～80％，很难稳定达到85％以上，影响了Ti利用效率和全流程经济性。
[0004]关于低温选择性氯化工艺，专利技术人先前提出了一些改进方案，但这些方案存在沸腾氯化过程中细粒级碳化渣易团聚，反应速度快，控制难度大、沸腾氯化反应器结构较复杂等问题。因此，仍需研发一种结构简单、便于操作的碳化渣沸腾氯化方案。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种碳化渣沸腾氯化方法和系统，其不需要对沸腾氯化反应器进行大的结构改动且易于操作，解决碳化渣粒度分布较宽、氯化率偏低的问题。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种碳化渣沸腾氯化方法，该方法包括以下步骤：
[0007]基于碳化渣的粒度分布确定粒径阈值；
[0008]基于粒径阈值确定沸腾氯化反应气速，所述沸腾氯化反应气速使得粒径小于粒径阈值的细碳化渣悬浮并且粒径大于粒径阈值的粗碳化渣沉降；
[0009]向沸腾氯化反应器中添加碳化渣并将气速调整为所确定的沸腾氯化反应气速；
[0010]当沸腾氯化反应器内的碳化渣的量达到预定体积且能够满足进出料平衡时，将沸腾氯化反应器中的粗碳化渣排出；
[0011]将排出的粗碳化渣磨碎至预定大小后再次加入沸腾氯化反应器中。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括当沸腾氯化反应器内进出料达到平衡后，将沸腾氯化反应器中的反应气从顶部排出并收集。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，该方法进一步包括在将所述碳化渣添加至所述沸腾氯化反应器中之前先将碳化渣破碎至60～1000目，所述粒径阈值介于75～106μm，所述沸腾氯化反应气速为0.11～0.18m/s，通入气体流量为12.4m3/h～20.4m3/h。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，该方法进一步包括在沸腾氯化反应器满足进出料平衡后，将细碳化渣从所述沸腾氯化反应器上部排出。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，该方法进一步包括在将所述碳化渣添加至所述沸腾氯化反应器中之前测量所述碳化渣的粒度分布并且确定粒径大于粒径阈值的粗碳化渣的质
量百分比，以及在将粗碳化渣从所述沸腾氯化反应器排出期间确保粗碳化渣的排出量等于向沸腾氯化反应器中添加的碳化渣中粗碳化渣的量。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述粒径阈值设定为使得粒径小于所述粒径阈值的碳化渣的氯化率达到85％以上。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，该方法进一步包括检测从所述沸腾氯化反应器排出的粗碳化渣的粒度分布和碳化钛含量，并且基于检测的粗碳化渣的粒度分布和碳化钛含量调整所述沸腾氯化反应气速。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，该方法进一步包括检测从所述沸腾氯化反应器排出的细碳化渣的粒度分布和碳化钛含量，基于检测的细碳化渣的粒度分布和碳化钛含量调整所述沸腾氯化反应气速。
[0019]根据本专利技术的一方面，提供一种进行沸腾氯化的系统，该系统包括：
[0020]供料装置，所述供料装置包括料仓和进料器；
[0021]沸腾氯化反应器，所述沸腾氯化反应器包括进料口、反应腔、粗碳化渣排出口、细碳化渣排出口、进气口、排气口；
[0022]供气装置，所述供气装置连通至所述沸腾氯化反应器的所述进气口；
[0023]磨碎装置，所述磨碎装置具有进料口和出料口，所述磨碎装置的进料口连接至所述粗碳化渣排出口，所述磨碎装置的出料口连接至所述供料装置的料仓。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，所述沸腾氯化反应器的所述进料口设于所述反应腔的中部，所述粗碳化渣排出口设于所述反应腔的下部，所述细碳化渣排出口设于所述反应腔的上部，所述排气口设于所述反应腔的顶部，所述进气口设于所述反应腔的底部。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括粗碳化渣收集仓和细碳化渣收集仓，所述粗碳化渣排出口连接至所述粗碳化渣收集仓并且所述粗碳化渣收集仓还连接至所述磨碎装置，所述细碳化渣排出口连接至所述细碳化渣收集仓。
[0026]本专利技术所公开的碳化渣沸腾氯化方法和系统通过优化沸腾氯化反应器结构和沸腾氯化工艺，实现碳化渣氯化后尾渣粗粒级和细粒级有效分离。综合考虑碳化渣粒度分布、粗细颗粒占比及粗细颗粒不同的氯化特性来优化氯化工艺。在现有的沸腾氯化工艺中，一般都将气流速度设定为使得所有颗粒都处于流态化状态，以使得固体颗粒具有流体的一些表观特征，强化气
‑
固、液
‑
固、气
‑
液
‑
固之间的接触。然而，与现有技术不同，本专利技术的气流速度设置为使得碳化渣中的细粒悬浮、粗粒沉降，利用氯化气流实现碳化渣氯化后尾渣粗粒级和细粒级有效分离，再将粗颗粒经细磨后再次氯化。本专利技术的氯化工艺可有效提高碳化渣的氯化率，从而提升高炉渣中钛回收利用率，实现攀钢高炉渣中有价元素钛高效回收利用。而且，本专利技术提供的碳化渣沸腾氯化系统不对沸腾氯化反应器进行大的结构改动，易于操作。
附图说明
[0027]图1为根据本专利技术的一个实施例的碳化渣沸腾氯化系统的结构示意图；
[0028]图2为根据本专利技术的一个实施例的碳化渣沸腾氯化方法的流程图。
[0029]附图标记说明
[0030]1料仓，2进料器，3进料调节阀，4沸腾氯化反应器，5反应器内构件，6气体分布装
置，7流化气调节阀，8吹扫气调节阀，9进料吹扫管，10粗碳化渣排出调节阀，11粗碳化渣收集仓，12细碳化渣排出调节阀，13细碳化渣收集仓，14除尘装置，15磨碎装置，16供气装置。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本专利技术
的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化渣沸腾氯化方法，其特征在于，包括以下步骤：基于碳化渣的粒度分布确定粒径阈值；基于粒径阈值确定沸腾氯化反应气速，所述沸腾氯化反应气速使得粒径小于粒径阈值的细碳化渣悬浮并且粒径大于粒径阈值的粗碳化渣沉降；向沸腾氯化反应器中添加碳化渣并将气速调整为所确定的沸腾氯化反应气速；当沸腾氯化反应器内的碳化渣的量达到预定体积且能够满足进出料平衡时，将沸腾氯化反应器中的粗碳化渣排出；将排出的粗碳化渣磨碎至预定大小后再次加入沸腾氯化反应器中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在将所述碳化渣添加至所述沸腾氯化反应器中之前先将碳化渣破碎至60～1000目，所述粒径阈值介于75～106μm，所述沸腾氯化反应气速为0.11～0.18m/s，通入气体流量为12.4m3/h～20.4m3/h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在沸腾氯化反应器满足进出料平衡后，将细碳化渣从所述沸腾氯化反应器中排出。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在将所述碳化渣添加至所述沸腾氯化反应器中之前测量所述碳化渣的粒度分布并且确定粒径大于所述粒径阈值的粗碳化渣的质量百分比，以及在将粗碳化渣从所述沸腾氯化反应器排出期间确保粗碳化渣的排出量等于向沸腾氯化反应器中添加的碳化渣中粗碳化渣的量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒径阈值设定为使得粒径小于所述粒径阈值的碳化渣的氯化率达到85％以上。6.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶恩东，杨仰军，王建鑫，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：