攀枝花高钛渣的工艺矿物学

研究攀枝花高钛渣的工艺矿物学特性,查明高钛渣的矿物组成、嵌布特征和钙、镁杂质的赋存状态,为降低高钛渣钙、镁含量,提高TiO2品位提供依据。     

酸溶性钛渣酸解性能研究

采用物相分析及成分分析等方法对酸溶性钛渣的酸解性能进行研究.结果表明,酸溶性钛渣的酸解性能受钛渣品位、金红石型TiO2含量、钛渣物相等因素的影响.其中,钛渣黑钛石物相的酸溶性能好坏直接影响钛渣的酸解性能,而Fe含量是影响黑钛石酸溶性好坏的主要因素;钛渣品位及钛渣中的金红石型TiO2也将对钛渣的酸解性能产生较大影响; FeO 和MgO对钛渣的酸解性能起促进作用,而CaO、SiO2和Al2O3则抑制钛渣的酸解.冶炼过程中控制钛渣F值(即TFe(当量)/TTi)在0.28以上,钛渣酸解率可达95%.     

熔分钛渣喷煤还原试验

为解决短流程钛渣提纯过程钛渣品位达不到要求的问题,在实验室条件下模拟熔分电炉熔化钛渣,向熔融态的钛渣中喷入煤粉以提高钛渣的品位,研究了喷煤量和喷煤反应时间对熔融钛渣品位的影响。结果表明,随着喷煤量的增加,钛渣二氧化钛品位提高;而随着喷煤时间增加,钛渣二氧化钛的品位先提高后降低。向温度1 600℃的50 kg熔融钛渣中喷入7 kg煤粉,持续喷吹20 min,再反应20 min后,钛渣二氧化钛品位从70%上升到了82%。这一结果将为短流程钛渣提纯提供一个新的途径。     

高钛渣制备人造金红石工艺研究

对高钛渣进行了化学分析和XRD分析,通过一系列工艺流程的试验探索,得到了以高钛渣为原料制备人造金红石TiO2-1的工艺。研究表明,加压浸出、强化焙烧—浸出工艺制备出的人造金红石TiO2品位大于92%,满足YS/T299-2010规定TiO2-1的要求,可为氯化钛白工艺提供优质的人造金红石原料。而直接浸出、还原焙烧—浸出、氧化焙烧—浸出难以满足其要求。     

用含钛熔分渣制备二氧化钛

钒钛磁铁精矿经高炉冶炼后,其中的TiO2几乎全部进入炉渣.为了有效利用钛资源,以含TiO249.36%(质量分数)的熔分渣为原料,经加碱焙烧、酸浸和水解后,制备海绵钛生产用原料一富钛料,研究焙烧温度对TiO2浸出率的影响,以及水解酸度对钛的水解率的影响.结果表明,焙烧温度对熔分渣中TiO2的浸出率影响很大:在低于1 000℃温度下加碱焙烧后钛的浸出率不高,而在1 300℃加碱焙烧后钛的浸出率高达92.2%;通过控制最终的水解酸度,钛的水解率可达91.5%,水解后产物为白色或浅黄色,颗粒较细,粒度为0.2～0.5 μm,TiO2品位达98.50%,可作为生产海绵钛的原料.     

TiO2对含钛高炉初渣物相转变与黏度的影响

为了研究含钛高炉初渣的形成过程和各种物相成分相互作用、迁移重组的过程,明晰TiO2对高炉初渣形成的影响规律,利用FactSage热力学软件及旋转柱体式黏度仪研究了TiO2质量分数对高炉初渣熔化温度、物相转变行为以及初渣黏度的影响。结果表明,随着初渣中TiO2质量分数的增加,含钛高炉初渣熔化温度升高,TiO2质量分数从4%增加到16%,其熔化温度从1 360升高到1 410 ℃,增加了50 ℃;含钛高炉初渣中TiO2质量分数对初渣中各种物相组成的转变和比例都有较大的影响,随着TiO2质量分数的增加,初渣固液相共存的温度区间变大,使高炉软融带变宽;TiO2对含钛高炉初渣黏度的影响相对较为复杂,当TiO2质量分数为4%～8%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“碱性渣”的形态;当TiO2质量分数为16%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“酸性渣”的形态。     

含钛高炉渣制备富钛料的研究

攀枝花地区钒钛磁铁精矿经直接炼铁后,其中的钛几乎全部进入渣中,形成了TiO2含量达48．01％的高炉渣,高炉渣中的Ti02在直接炼铁过程中与MgO和Fe2O3等其它氧化物结合形成了复杂的钛酸盐化合物,常规酸浸法除杂效果不理想。实验采用加碱焙烧后,5％盐酸浸出的工艺制备富钛料,通过研究焙烧温度和碱添加比对浸出除杂的影响,实验结果表明高炉渣按50％的碱渣比和1000℃条件下焙烧后浸出,浸出渣中TiO2品位达75．65％且大多留存在渣中。该工艺具有渣处理成本低、产生的废酸量少等突出优点,是综合利用含钛高炉渣的一个可行途径。     

酸浸富集钛渣烟尘中TiO2工艺研究

电炉熔炼高钛渣过程中,会产生大量的烟尘,其中含有TiO2等有价成分,而回收利用钛渣烟尘中的TiO2具有经济及环保的双重意义,为此,对酸浸法回收钛渣烟尘中TiO2的工艺条件进行了研究,通过试验得到了最佳浸出条件。在酸浸温度为120℃、酸浸时间为2 h、浸出酸为盐酸且浓度为4 mo·lL-1、液固比为10∶1的浸出条件下,酸浸后的烟尘中TiO2质量分数可以从酸浸前的38.3%提高到58.5%,从而达到利用钛渣烟尘制取富钛料的目的。     

直流电弧炉冶炼钛渣中元素分配的研究

借助多相、多成分体系中化学平衡计算法,对冶炼过程中钛、碳及伴生元素的分配行为进行了研究,并用生产结果加以验证,计算结果与实验结果较吻合。分析了配碳比(AIR)对Ti,C,Ca,Mg,Si,Al等元素分配的影响。结果表明:AIR对钛渣和铁水中元素的分配行为有重要的影响。随AIR的增加,钛渣中TiO2,MgO,CaO,Al2O3,SiO2的质量分数呈增加趋势,而FeO的质量分数呈降低趋势;金属中各元素的含量增加,表现为金属元素摩尔分数逐渐增加;参与还原TiO2和FeO的C量和固溶成为微量元素的C量增加,而AIR对参与还原Fe2O3的C量影响较小。富集在钛渣中的杂质有SiO2,MnO,V2O5。当AIR由120增加到134 kg·t-1时,钛渣中TiO2的质量分数由83.8%增加到91.77%,FeO的质量分数由14.7%降低到6.25%;铁水中铁的含量由6.25 kmol增加到7.08 kmol,碳的含量由0.97 kmol增加到1.09 kmol;参与还原TiO2和FeO的C量增加了约13%。可调整AIR来实现熔体中氧化物的选择还原。对钛渣还原冶炼过程中元素分配行为的研究,可实现对工艺的更好控制、提高钛渣品位。     

SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO渣系与脱钛过程铁水中Ti-Si平衡热力学模型

 为降低铁水中钛含量,采用烧结矿或球团矿进行铁水包脱钛预处理。基于共存理论,采用Matlab编程软件,建立了铁水包脱钛典型渣系SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO中TiO2活度计算模型。结果表明,随着MgO、FeO、MnO摩尔分数和炉渣碱度的增大,脱钛渣中TiO2活度下降;随着TiO2摩尔分数的增大,TiO2活度提高。脱钛终点铁水中的钛含量与硅含量呈线性关系,其斜率受温度、铁水成分以及炉渣中SiO2和TiO2活度的影响。计算结果与试验结果及实际生产数据十分吻合。     

含钛高炉渣制备钛渣的工艺研究

高钛型高炉渣中的TiO2含量达20%~23%,是宝贵的二次资源。利用TiO2对盐酸的稳定性,将炉渣中的酸溶性物质酸解后固液分离得到钛渣,并分析原料粒度、酸渣比、反应温度、反应时间对钛渣中TiO2含量的影响,得到较佳的酸解反应条件。通过XRD图谱分析可知,高炉渣中A l,Mg,Fe等元素的化合物物相均已完全酸解,产品钛渣中TiO2含量达48%以上。该工艺为综合利用高钛型高炉渣提供了一种有价值的新途径。     

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。     

钠化焙烧钛渣的酸浸动力学研究

研究了钠化焙烧—酸浸工艺制备高钛渣过程中酸浸动力学、酸浸溶出规律和溶出反应的控制步骤,探讨了反应温度、盐酸浓度、搅拌速度对钛转化率的影响。结果表明,在下述最优工艺条件下,钛转化率达93%,TiO2品位达98.68%:搅拌速度400r/min、液固比10∶1、酸浓度20%、110℃酸浸90min。钛渣焙烧产物酸浸过程受固体产物层的内扩散控制,钛渣酸浸过程符合收缩未反应核模型,表观活化能为11.37kJ/mol,浸出钛渣动力学方程为1+2(1-x)-3(1-x)~(2/3)=0.244exp[-11370/(RT)]t。     

低品位钛渣酸解反应试验研究

针对低品位钛渣酸解率低的问题,研究了低品位钛渣和74渣的物相组成、钛渣酸解温度曲线和化学反应标准生成热之间的差异,考察了反应酸浓度、引发温度、主反应时间、酸渣比对低品位钛渣酸解率的影响.结果表明:低品位钛渣酸解率低不是由难溶于硫酸的物相引起,而是与酸解反应速率有关;引发温度高引起酸解反应速率快、主反应时间短是低品位钛渣...     

无取向硅钢钢液增钛原因分析

对无取向硅钢炼钢全流程钢液增钛的原因进行了分析,认为铁水钛含量、转炉出钢温度、转炉下渣量、精炼渣TiO2含量、钢水罐及RH浸入管混钢种生产是影响钢液增钛的主要原因.通过采取低钛铁水冶炼,减少转炉下渣量,提高出钢温度,添加白灰改质精炼渣等措施,均能够降低钢液中的钛含量.     

专利信息

纯钛制建筑材料及其制造方法；钛及钛合金制品的等离子体抛光方法；一种高阻尼形状记忆合金；一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法；微米细晶钛镍-铁形状记忆合金块材制备方法；稀土改性的纳米氧化钛薄膜材料及其薄膜制备技术；高岭土／二氧化钛纳米复合颗粒电流变液材料及其制备方法；一种提高钛渣TiO2品位的方法；一种制备低氧TZM钼合金棒坯的方法。[编者按]     

无氟连铸结晶器保护渣的结晶性能

 结晶器与连铸坯间的保护渣膜直接影响着连铸坯的润滑及传热,而保护渣的结晶性能是影响润滑和传热的重要因素。通过测定保护渣的结晶温度、结晶率和结晶体几何尺寸,研究了碱度和TiO2含量对含钛无氟保护渣结晶性能的影响规律。结果表明：加大碱度和增加TiO2含量都能明显提高保护渣的结晶倾向性。     

不同品位高钛渣对沸腾氯化工艺的影响

分别以94％品位高钛渣和90％品位高钛渣为原料，采用沸腾氯化工艺制备粗TiCl4，分析了两种品位高钛渣对沸腾氯化工艺的影响。结果表明：94％品位高钛渣由于其活性低而对沸腾氯化工艺的影响较大。     

高钛球团矿中钛元素的分光光度法分析

作为高炉炉料,球团矿具有品位高、强度好、粒度均匀、易还原等优点,可使高炉利用系数提高、焦比降低。而采用高钛球团矿作为高炉的主要原料,虽然可以与烧结矿一起构成理想的炉料结构,但是却给化验工作带来了挑战。如果采用X-荧光光谱仪分析高钛球团矿中的钛元素,则需要借助钒钛矿标样建立荧光工作曲线,但目前市场上销售的钒钛矿标样,TiO2品位相对较低且品类少,不能完全满足建立荧光工作曲线的梯度要求。经过反复试验,最终确定采用分光光度法对高钛球团矿中的TiO2进行分析。那么如何用分光光度法精准分析高钛球团中的TiO2,是本文的主要研究内容。     

攀枝花74%品位钛渣熔盐氯化研究

开展了攀枝花74%品位钛渣熔盐氯化制备四氯化钛的试验研究,考察了74%品位钛渣作为氯化原料时,氯化炉温度控制、熔盐成分控制和产品质量情况,并对不同品位钛渣熔盐氯化时技术经济指标进行了对比分析。研究表明:使用攀枝花74%品位钛渣熔盐氯化生产高品质海绵钛用四氯化钛工艺可行,与采用78%钛渣熔盐氯化相比,每吨粗四氯化钛可节约成本98.3元。