本发明专利技术提供了一种利用钒钛铁精矿融态还原冶炼酸溶性钛渣的方法。所述方法包括步骤：将钒钛铁精矿与钛精矿混合，加入碳质还原剂和粘结剂，形成混合料；对所述混合料进行还原，然后进行渣铁分离处理，以得到半钢和钛渣；对经渣铁分离处理得到钛渣的表面进行喷水，以使钛渣的温度在降温过程中迅速跨越600℃～850℃温度区间，形成酸溶性钛渣。本发明专利技术的方法能够高效利用钒钛铁精矿中的Fe和TiO2且具有融态还原过程反应平稳、熔化分离过程效果好、炉况稳定、冶炼周期短电耗水平低和生产成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛渣冶金领域，更具体地讲，涉及一种能够利用钒钛铁精矿来冶炼酸溶性钛渣的方法。
技术介绍
我国攀西地区盛产钒钛铁精矿。通常，钒钛铁精矿为标准产品，且其中的钛含量按二氧化钛(TiO2)重量百分比计为8% 13%，全铁(TFe)含量约为左右，FeO含量约为33wt%左右。由于钒钛铁精矿中的钛含量较低，因此，钒钛铁精矿主要用于高炉炼铁的原料，经高炉炼铁工艺处理之后钛元素进入高炉渣中。在现有技术中，对高炉渣中的钛元素进行回收和利用的工艺通常存在成本高、回收利用工艺复杂等不足，这就造成了钒钛铁精矿中的钛元素没有合理、经济的得到回收利用。此外，由于含钛高炉渣通常采取堆放的方式处理，因此，也造成了一定的环境问题。另外，在现有技术中，钒钛铁精矿也可用作直接还原法等非高炉炼铁工艺的原料。 例如，采用转底炉还原、电炉熔分生产深还原钛渣和提钒半钢，所得深还原钛渣中T^2品位在45 %左右，目前难以被硫酸法钛白厂家接受，整个流程处于试验阶段。在现有技术中，使用电炉冶炼钛渣的工艺通常采用钛精矿、碳质还原剂和粘结剂等为原料。通常，钛精矿的主要组成是TiO2和狗0，其余为Si02、Ca0、Mg0、Al203和V2O5等， 而且钛精矿中的TiO2的重量百分比约为45%以上(例如，为47%)。然而，由于钛精矿原料的T^2品位高，所以其冶炼过程处于渣多铁少的状态，冶炼过程的大部分时间是在高温状态下熔渣，从而每炉次还原时间周期需要大约2 3. 5小时，且在还原过程中容易出现翻渣和塌料等现象。而且，整个工艺还原时间长，过分使用精料，造成低品位资源浪费，技术经济指标落后。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种冶炼酸溶性钛渣的方法， 以解决上述问题中的一个或多个。本专利技术提供了一种冶炼酸溶性钛渣的方法，所述方法包括以下步骤将钒钛铁精矿与钛精矿混合，加入碳质还原剂和粘结剂，形成混合料；对所述混合料进行还原，然后进行渣铁分离处理，以得到半钢和钛渣；对经渣铁分离处理得到钛渣的表面进行喷水，以使钛渣的温度在降温过程中迅速跨越600°C 850°C温度区间，形成酸溶性钛渣。根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述钒钛铁精矿中钛元素的含量可以按TW2重量百分比计为8% 13%，所述钛精矿中钛元素的含量可以按TiO2重量百分比计不小于45%。此外，所述钒钛铁精矿与钛精矿混合后形成的混合含钛物料中钛元素的含量可以按TW2重量百分比计为31% 40%。例如，所述钒钛铁精矿与钛精矿的重量比可以在1/4与2/3的范围内。根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述碳质还原剂的加入量可以按其中固定碳的重量计占钛精矿与钒钛铁精矿重量之和的15% 25%，所述粘结剂按重量计可以占所述混合料重量的0.5^-0.7 ^根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述还原步骤可以包括在750°C 1150°C范围内的固态直接还原阶段和在1300°C 1550°C温度范围内的融态还原阶段。此外，所述还原步骤的时间可以为150 210分钟。根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述渣铁分离处理时的温度可以为 1600°C 1750°C。根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述渣铁分离处理还可包括补加碳质还原剂的步骤。根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述碳质还原剂可以为焦粉、碳粉或煤粉，所述粘结剂可以为浙青、废纸浆、石油焦或重油。与现有技术相比，本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法具有以下优点(1)本专利技术可以有效回收利用钒钛铁精矿中的!^e和TiO2，有助于解决钒钛铁精矿 TiO2的利用问题，增加了钛精矿以外的TiO2供给，使钛、钙、镁和铁的还原保持适中水平，同时兼顾钛渣酸解中热需求和有效钛需求，生产的酸溶性钛渣可直接用于钛白生产。(2)本专利技术使用钒钛铁精矿与钛精矿混合形成新的钛炉料结构冶炼钛渣，可改善电炉钛渣冶炼的炉料结构，降低了酸溶性钛渣的熔融还原过程温度，缩短了冶炼周期，优化反应终点的温度控制，降低酸溶性钛渣电耗水平，提高了钛渣生产产能，且降低了钛渣生产成本。(3)本专利技术使用钒钛铁精矿与钛精矿混合形成新的钛炉料结构可以在同等条件下增加半钢产量25%，钛渣产量10%，并保持熔化分离过程电炉炉况稳定，提高了整体经济效益。(4)本专利技术中钒钛铁精矿与钛精矿混合形成新的钛炉料结构经过电炉熔态还原， 铁和钛的回收率均可达到90%以上，资源综合利用率高。(5)采用本专利技术可利用钒钛铁精矿制得不同品位的酸溶性钛渣，产品应用前景广阔。具体实施例方式在下文中，将结合示例性实施例来详细描述本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法。根据本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法包括以下步骤将钒钛铁精矿与钛精矿混合，加入碳质还原剂和粘结剂，形成混合料；对所述混合料进行还原，然后进行渣铁分离处理，以得到半钢和钛渣；对经渣铁分离处理得到钛渣的表面进行喷水，以使钛渣的温度在降温过程中迅速跨越600°C 850°C温度区间，从而防止了或极大程度上降低了钛渣在该温度区间被金红石化的可能性，形成酸溶性钛渣。在本专利技术中，所述碳质还原剂可以为焦粉、 碳粉或煤粉等，所述粘结剂可以为浙青、废纸浆、石油焦或重油等。在本专利技术中，所述钒钛铁精矿中钛元素的含量可以按TiO2重量百分比计为8% 13%，所述钛精矿中钛元素的含量可以按TiO2重量百分比计不小于45%。此外，所述钒钛铁精矿与钛精矿混合后形成的混合含钛物料中钛元素的含量可以按TW2重量百分比(记为wt 计为31% 40%。例如，所述钒钛铁精矿与钛精矿的重量比可以在1/4与2/3的范围内。在本专利技术中，将所述钒钛铁精矿与钛精矿混合后形成的混合含钛物料中的TW2保持在31wt% 40wt%的范围内，能够得到Tih品位大约73士2wt%的酸溶性钛渣，并且能够有效回收利用钒钛铁精矿中的狗和TiO2,增加了钛精矿以外的TW2供给。在本专利技术中，所述碳质还原剂的加入量可以按其中固定碳的重量占钛精矿与钒钛铁精矿重量之和的15 % 25 %，所述粘结剂按重量计可以占所述混合料重量的0. 5 % 0. 7%。在本专利技术中，所述还原步骤可以包括在750°C 1150°C范围内的固态直接还原阶段和在1300°C 1550°C温度范围内的融态还原阶段。此外，所述还原步骤的时间可以为 150 210分钟。本专利技术的冶炼酸溶性钛渣的方法通过由固态直接还原阶段和融态还原阶段组成的两阶段还原，从而能够加快还原速度并缩短还原时间，保持熔池的合理渣铁比例， 熔化分离炉况稳定，改善熔炼过程，并能够降低酸溶性钛渣的融态还原(也称为熔融还原) 过程的温度，使钛、钙、镁和铁的还原保持适中水平，兼顾钛渣酸解中热量需求和有效钛需求，优化反应终点的温度控制，降低酸溶性钛渣电耗水平。此外，本专利技术的方法还提高了钛渣生产产能，并降低了钛渣生产成本。在本专利技术中，所述渣铁分离处理时的温度可以为1600°C 1750°C。此外，所述渣铁分离处理还可包括补加碳质还原剂的步骤。这里，补加碳质还原剂的作用或有益效果是调节炉况，保证渣铁有效分离。例如，补加碳质还原剂的加入量可以为碳质还原剂用量的 13% 17%。由本专利技术的方法制得的酸溶性钛渣可作为硫酸法生产钛白的原料，所制得的半钢可铸造成用作炼钢冷却剂或用作铁合金生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨保祥，张继东，韩可喜，赵青娥，李开华，陈元忠，冉显俊，张兴勇，李良，黄家旭，
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：
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