预氧化在攀枝花钛铁矿固态还原过程中的作用

研究了预氧化对攀枝花钛铁矿还原行为的影响.结果表明:预氧化加快了钛铁矿铁氧化物的还原速率,提高了还原产物铁的金属化率.其作用机理是:钛铁矿在预氧化过程中形成了假金红石、三氧化二铁、金红石和三价铁板钛矿等新的物相,破坏了原有矿物结构,颗粒内部形成了大量孔隙,有利于增大颗粒的比表面积,改善还原过程气体的扩散条件;经预氧化处理的钛铁矿在预氧化过程中形成的新物相将被重新还原,新生钛铁矿活性高,还原产物的显微结构也得到了进一步的改善.     

钛精矿预还原球团冶炼钛渣的电耗水平分析

采用攀枝花钛精矿冶炼钛渣,其吨渣电耗均高于国际先进冶炼技术的电耗,若对攀枝花钛精矿进行预还原处理后冶炼钛渣,其电耗得到大幅度的降低。根据已开展的工业试验基本数据,结合采用钛精矿、还原剂的主要成分,测算了不同金属化率钛精矿预还原球团的化学成分。在此基础上,通过热力学计算,测算了不同金属化率钛精矿预还原球团在室温和800℃热装入炉时冶炼钛渣的电耗。结果表明:钛精矿预还原是降低钛渣冶炼电耗的有效手段,以转底炉生产的60%金属化率球团代替粉矿入炉,吨渣电耗由2 800 kWh降为1 948.5 kWh,800℃热装条件下可进一步降至1 523.1 kWh,具有良好的应用前景。     

攀枝花低硅钛精矿还原试验研究

以攀枝花低硅钛精矿为研究对象,研究氧化温度和时间对钛铁矿物相结构和还原的影响,同时对预氧化钛铁矿不同温度和时间下还原失重率和金属化率变化情况进行分析。研究结果表明:钛精矿的氧化在较短时间内可完成,随着氧化温度的升高,钛精矿主要物相变化过程为FeTiO_3→Fe_2O_3+TiO_2→Fe_2TiO_5+Fe_2O_3+TiO_2;在钛铁矿的还原过程中,还原温度和时间对钛铁矿还原的金属化率影响较大,在还原温度大于1 300℃,时间大于8 h后变化不明显;显微结构分析发现,高温还原后金属铁扩散发生聚集,形成球形和棒状金属铁颗粒,其尺寸大约为10μm。     

预氧化对岩矿型钛铁矿还原行为的作用机理研究

以攀枝花钛铁矿为试验对象,详细研究了预氧化对岩矿型钛铁矿还原行为的作用机理。结果表明,未处理的岩矿型钛铁矿的还原速率较慢,而预氧化能够有效提高还原速率。这是因为在预氧化矿还原前期会发生Fe~(3+)→Fe~(2+)(FeTiO_3)的快速转变反应。该反应会生成大量孔洞,破坏了钛铁矿的致密结构,有利于后续还原反应的进行。预氧化焙烧温度越高,焙烧时间越长,钛铁矿的还原速率越快。此外,预氧化还会使后续还原产生的金属Fe晶粒变小,分布变弥散。     

微波碳热还原攀枝花低品位钛精矿

对攀枝花低品位钛精矿进行了微波还原试验研究。研究了预氧化、配碳量、添加剂等条件对还原钛铁矿中铁金属化率的影响。试验结果表明:在预氧化温度800℃、硼砂配比3%、焦粉配比10%、微波还原温度1000~1100℃条件下,还原60 min,还原产物铁的金属化率超过90%。分析微波强化钛铁矿还原的机理在于:微波热应力在球团内部产生大量孔隙和裂纹促进了还原气氛的扩散,快速还原产生的大量铁晶核加速了还原反应。     

钛铁矿的氢还原

用热天秤减重法对钛精矿氧化球团矿进行氢还原实验。氧化焙烧能分解和改变原生钛铁矿的结构,从而改善其还原性能。钛精矿氧化球团矿的氢还原过程,受假板钛矿、钛铁晶石和钛铁矿这三个矿物的连串还原反应速度的控制。从单位容积的竖炉模型计算可知,利用现有的竖炉还原技术,能生产钛精矿金属化球团。金属化球团经稀酸浸取可得高品位的金红石。     

攀枝花钛精矿预还原制备金属化球团技术研究

针对直接使用钛精矿冶炼钛渣存在的冶炼电耗高、钛渣产能低的问题,研究开发了攀枝花钛精矿"内配碳钛精矿压球—转底炉预还原"制备金属化球团新工艺。研究发现,影响金属化率的主要因素为:还原剂配比、还原温度、停留时间、冷却方式等。工业试验结果表明,球团金属化率达到70%,最高72.65%。SEM和物相分析表明:经碳热还原,钛精矿金属化后物相组成发生了明显的变化,由钛铁矿相转变为黑钛石、金属铁等物相。     

钒钛磁铁矿精矿粉的还原过程

本工作对钒钛磁铁矿中三种精矿粉的物相组成及还原过程进行了研究。 A、B二铁精矿的主要物相组成为磁铁矿和钛铁矿,其中网格状显微结构是钛铁晶石的氧化产物——钛铁矿和磁铁矿。在500～800℃温度范围内观察到钛铁晶石在还原过程中经过钛铁矿。钛铁矿在还原过程中若有过剩的氧化铁存在,也经过钛铁晶石。粗粒钛铁矿经过预氧化可显著改善其还原性。B矿在600℃开始出现过还原。     

攀枝花钛精矿中CaO赋存状态及对人造金红石品质的影响

采用XRD、扫描电镜对攀枝花钛精矿、攀枝花钛精矿制备人造金红石进行深度剖析,得出CaO在攀枝花钛精矿中主要与SiO2、MgO、FeO、TiO2等物质固溶于钛铁矿伴生相硅酸盐中。在生产人造金红石工艺中通过高温强氧化还原改性,盐酸浸出等方法均不能有效打破其结构,导致CaO在人造金红石产品中富集,影响产品质量。提出通过深度解粒,调整钛精矿选别工艺参数,可有效降低钛精矿中CaO含量,生产出高品质的人造金红石。也可通过高梯度磁选处理富钛料去除CaO杂质元素,生产满足国际大型沸腾氯化炉需要的人造金红石产品。     

钛精矿固相还原研究现状概述

攀枝花拥有丰富的钛资源,但由于其属于岩矿型的钛铁矿,亚铁含量高,结构致密,且杂质含量高,制约了其高效利用。钛精矿固相还原过程对渣铁的有效分离起着巨大的作用。因此,从钛精矿固相还原的热力学、还原过程物相变化和还原动力学方面进行综述,并进行比较。     

攀枝花钛资源制备沸腾氯化用富钛原料研究进展

攀枝花钛原料制备高品质富钛料是我国钛工业可持续发展的重要保障,而盐酸浸出法则是攀枝花钛铁矿制备高品质富钛料的最佳方法之一。早期开发的两大主流盐酸法流程(选冶联合加压工艺和预氧化一流态化常压浸出工艺)存在产品粉化严重及盐酸再生回收利用困难等问题。攀钢自主研发的流态化氧化一流态化还原一流态化常压浸出制备人造金红石工艺路线能有效解决上述问题,但此工艺存在原料粒度过细和富钛产品CaO、SiO_2杂质含量超标问题。采用钛精矿电炉熔炼冶炼钛渣,然后再通过盐酸法处理制备高品质富钛料的工艺可以解决攀枝花钛原料粒度过细问题,但此工艺会导致产品中CaO、SiO_2杂质含量超标和工业化放大困难的问题。通过优化现有选矿工艺,降低原料中的解离硅酸盐脉石,可以有效降低两条工艺路线所得产品的CaO、SiO_2杂质含量。     

钛铁矿的预氧化对其矿相结构及还原行为的影响

为改善磁铁矿的还原性能,通常可将其在还原前预氧化成赤铁矿。在实验条件下,研究了钛铁矿(新西兰铁砂矿)预氧化对其矿相结构和被CO还原行为的影响。钛铁矿的主要矿相组成为固溶了Fe3O4 -FeTiO4 的钛磁铁矿和具有立方结构的尖晶石。在非等温预氧化过程中,钛磁铁矿在873K以上开始氧化,在873～10 73K温度区间被氧化成立方结构的磁赤铁矿,然后转化为菱形结构的钛赤铁矿(Fe2 O3-FeTiO3固溶其中) ,在12 73K以上,钛磁铁矿直接氧化为钛赤铁矿,进一步氧化成为铁板钛矿(Fe2 TiO5)。在等温预氧化过程中,温度控制为12 73K ,钛磁铁矿被氧化为钛赤…     

以转底炉技术利用钛资源的基础研究

提出了一种以转底炉煤基直接还原技术利用钛资源的新工艺及两个不同的方案。该工艺以攀枝花钒钛磁铁精矿或钛精矿粉、煤粉和少量添加剂组成的复合球团为原料,在高温加热条件下将含钛矿中的氧化铁还原为铁,经渣铁分离后获得生铁和富集了的钛渣。第一方案以钒钛磁铁精矿配20%钛精矿为原料,还原后渣铁自然分离,得到块铁和品位为50%左右的钛渣;第二方案以钛精矿为原料,还原后经破碎磁选分离得到粒铁和TiO2富集率为～75%的钛渣。对这两种方案均进行了初步试验,确定了合理的工艺条件。     

攀西钛矿球团焦炉煤气还原研究

针对攀西钛精矿粒度细、直接入炉冶炼钛渣难的问题,提出细粒级钛矿制备钛矿球团,钛矿球团焦炉煤气还原,并与细粒级钛精矿开展对比试验研究.结果表明:钛矿球团通过预焙烧后出现微裂纹和孔洞,有利于气相还原反应的进行,当还原温度在950℃时,钛矿球团焦炉煤气还原4 h后,金属化率可达85％以上,还原过程中钛矿球团物相结构发生较大变...     

攀枝花钛渣和钛精矿在氧化还原改性-酸浸工艺中对比研究

制备高品质沸腾氯化富钛料是钛白生产中的重要环节。采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对攀枝花钛渣和钛精矿在氧化还原改性-盐酸法制备富钛料工艺进行了系统的对比研究。结果表明,钛铁矿和钛渣均保持致密结构,且都含有少量酸溶性差的硅酸盐相,但是两者的主要物相分别为酸溶性好的M2O3型固溶体(主要为Fe Ti O3)和酸溶性差的黑钛石M3O5型固溶体(包括Ti3O5,Mg2Ti O5和Fe Ti2O5等)。钛精矿经过改性后会变为多孔的Fe Ti O3,浸出反应活性非常高,常压浸出即可得到合格的沸腾氯化富钛料。而钛渣在现有的氧化还原-常压盐酸浸出工艺中的反应活性要比钛铁矿差很多,改性后钛渣仍有一定含量的难溶M3O5固溶体,且矿相致密结构未被完全破坏,常压浸出处理不能有效除杂,需要加压浸出才能得到高品位富钛料。另外,钛渣硅酸盐杂质相在整个改性和盐酸浸出过程中的变化不大。     

某地钛磁铁矿球团矿的物质成分研究

文章介绍了利用显微镜、扫描电镜研究某地钛磁铁矿精矿粉加入硫酸钠后制成球团矿的工作情况。研究了氧化焙烧前、后的矿物组成、形貌特点以及矿物成分。指出厂钒酸钠(成分上接近于正钒酸钠)是提钒的主要物相。作者对钛磁铁矿复合相中的钛磁铁矿、钛铁矿片晶、尖晶石片晶,及钛赤铁矿、铁板钛矿、钒酸钠等进行了成分分析及矿物化学式计算。指出了有益元素的分布规律,为进行水浸提钒及还原工艺提供了可靠的依据。     

冶炼

由于金红石与高品位钛铁矿资源枯竭、成本提高,发明一种成本低而效率高的熔炼低品位国产钛铁矿工艺,被提到日程上来。 美国矿务局通过(1)评价各类国产钛铁矿用低品位国产还原剂进行还原的可行性;(2)比较经预还原与未经预还原的相同的原矿与精矿的熔炼性质和产品。以此途径发明:(1)以富产矿代替稀少矿     

攀矿选钛厂的生产调试

为从攀枝花选矿厂的磁选尾矿中综合回收钛铁矿及钴镍硫化物,年产五万吨钛精矿的试验性的生产厂—攀矿选钛厂,于1978年7月1日破土动工,至1979年年底基本建成。 选钛厂设计选用的综合回收流程是:强磁选—重选—硫化物浮选—电选联合流程。设计规定日产含TiO_2 46～48％的钛精矿151.68吨,付产含Co0.3％的硫钴精矿19.44吨,钛精矿生产成本103元/吨 （投资修改后成本）。     

某地钛磁铁矿球团矿的物质成分研究

文章介绍了利用显微镜、扫描电镜研究某地钛磁铁矿精矿粉加入硫酸钠后制成球团矿的工作情况。研究了氧化焙烧前、后的矿物组成、形貌特点以及矿物成分。指出了钒酸钠(成分上接近于正钒酸钠)是提钒的主要物相。作者对钛磁铁矿复合相中的钛磁铁矿、钛铁矿片晶、尖晶石片晶,及钛赤铁矿、铁板钛矿、钒酸钠等进行了成分分析及矿物化学式计算。指出了有益元素的分布规律,为进行水浸提钒及还原工艺提供了可靠的依据。     

攀钢成功解决钛精矿球团制备技术难题

攀钢研究院经过6轮钛精矿预还原工业试验,攀钢项目组目前获得了平均抗压强度大于1100牛顿的钛精矿球团,创造了球团抗压历史最好水平。球团制备技术的突破,不仅为攀钢钛精矿预还原冶炼钛渣技术的开发铺平了道路,更有助于攀枝花钒钛磁铁矿资源综合利用的开展。据悉,按照攀钢集团有限公司战略规划,攀钢钛渣产业在“十二五”期间要发展壮大至年产36万吨。但由于攀枝花钛精矿冶炼钛渣存在炉渣严重泡沫化、