鈦渣生產(chǎn)原理

1、鈦渣生產(chǎn)原理原創(chuàng)鄒建新等鈦渣的生產(chǎn)方法主要是電爐熔煉法。這種方法是使用還原劑，將鈦精礦中的 鐵氧化物還原成金屬鐵分離出去的選擇性除鐵，從而富集鈦的火法冶金過程。以無煙煤或石油焦為還原劑，與鈦精礦經(jīng)過配料、制團(tuán)后，加入礦熱式電弧 爐內(nèi)，于16001800C高溫下還原熔煉，所得凝聚態(tài)產(chǎn)物為生鐵和鈦渣，根據(jù) 生鐵和鈦渣的比重和磁性差別，使鈦氧化物與鐵分離，從而得到含TiO272% 95%的鈦渣。冶煉鈦渣的原料：鈦精礦，焦炭（無煙煤）。冶煉鈦渣的產(chǎn)品：酸溶性鈦渣或氯化鈦渣、生鐵。冶煉鈦渣的工藝：電爐熔煉法。冶煉鈦渣的設(shè)備：礦熱式電弧爐（密閉式、半密閉式、敞口式、圓形、矩形、 直流、交流）。鈦渣產(chǎn)品和電

2、弧爐分別如圖4.2.1和圖4.2.2所示。圖4.2.1粒狀鈦渣產(chǎn)品圖4.2.2電弧爐外觀鈦精礦原料典型化學(xué)成分和酸溶性鈦渣產(chǎn)品典型化學(xué)成分分別如表4.2.1和表4.2.2所示。表4.2.1攀鋼主流程鈦精礦產(chǎn)品典型化學(xué)成分，成分TiGo2SFeFeG時(shí)3SiG。2SPMgGAl2G3含量4730.5834.275.553.00.190.00496.121.34成分MnGV2G5CuCoNiCrAsCaG含量0.650.0950.00520.00130.00870.0050.00770.75表4.2.2酸溶性鈦渣典型化學(xué)成分，成分ST1O2Ti2G3SFeFeGFeSiG2CaGV2G5MgGAl

3、2G3含量77.233.771.360.077.621.76生產(chǎn)鈦渣的電爐是介于電弧爐與礦熱爐之間的一種特殊爐型，有敞開式、半 密閉式和密閉式三種，熔煉溫度一般為16001700C，最高溫度可達(dá)1800C。高溫主反應(yīng)為：FeTiO3 + C=Fe+TiO2+CO G=190900-161T(2981700K)高溫副反應(yīng)為(生成低價(jià)鈦):3/4 FeTiO3 + C=1/4 Ti3O5 + 3/4 Fe+CO G=209000-168T (2981700K)2 FeTiO3 + 3C=2Fe+Ti2O3 + 3CO G=213000-171T (2981700K)FeTiO3 + 2C=Fe+T

4、iO+2CO G=252600-177T(2981700K)另有赤鐵礦被還原：Fe2O3 + 3C=2Fe+3CO G=164000-176T (2981700K)在2000K以下溫度，主要是鐵和TiO2被還原，伴有低價(jià)鈦生成。渣與鐵比 重不一樣，可以分離獲得生鐵和鈦渣。隨溫度升高，生成的產(chǎn)物不同：TiO2Ti3O5Ti2O3TiOTiCTi (Fe)再考查雜質(zhì)SiO2、CaO、MgO、A12O3等能否被還原。MgO + C = Mg + COCaO MgO + C = Mg + COCaO + C = Ca + COSiO2 + C = SiO + COAG=661900-269T T 始=

5、2463K (17562887K)(9322345K)AG=667900-327T T 始=2043K (1696(9322345K)A12O3 +3C = 2A1+ 3CO AG=443500-192T T 始=2322K可見，在電爐內(nèi)2000K以下的溫度下，雜質(zhì)不可能被還原，故進(jìn)入鈦渣渣相， 只有氧化鐵被還原成了單質(zhì)金屬鐵。在生產(chǎn)實(shí)踐中，通常把TiO2品位在70%80%的鈦渣稱為酸溶性鈦渣，把 TiO2品位在80%95%的鈦渣稱為氯化鈦渣，氯化鈦渣又稱為高鈦渣，主要作為 TiCl4的生產(chǎn)原料，酸溶性鈦渣主要作為硫酸法鈦白的生產(chǎn)原料。在電爐熔煉過 程中，當(dāng)TiO2品位在70%80%時(shí)終止熔煉，即可獲得酸溶性鈦渣，當(dāng)繼續(xù)進(jìn) 行深還原熔煉時(shí)，TiO2品位一般會(huì)提高到80%95%，但此時(shí)TiO2會(huì)被進(jìn)一步 還原為低價(jià)態(tài)Ti2O3和Ti3O5。參考文獻(xiàn)朱俊士.中國(guó)釩鈦磁鐵礦選礦M.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.謝廣元.選礦學(xué)M.北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，