氯化渣冶炼技术开发与生产实践_马勇.doc

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1、第 卷 第 期 四 川 冶 金 年 月 ， 文 章 编 号 ： （） 氯 化 渣 冶 炼 技 术 开 发 与 生 产 实 践马 勇（攀 钢 集 团 钛 业 有 限 责 任 公 司 ，四 川 攀 枝 花 ）摘 要 ：通 过 对 攀 枝 花 钛 精 矿 冶 炼 熔 盐 氯 化 渣 技 术 难 点 的 分 析 ，在 大 型 钛 渣 电 炉 上 开 展 了 熔盐 氯 化 渣 的 技 术 开 发 ，成 功 生 产 出 满 足 海 绵 钛 生 产 的 专 用 钛 渣 。关键词 ：攀枝花钛精矿 ；熔盐氯化渣中 图 分 类 号 ： 文 献 标 识 码 ： （，）： ， ， ：； 引 言我 国 的 钛 矿 资

2、源 主 要 有 二 种 类 型 ：钛 铁 矿 岩 矿 和 钛 铁 矿 砂 矿 ，其 中 钛 铁 矿 岩 矿 占 全 国 钛 资 源 的 。攀 枝 花 西 昌 地 区 的 钒 钛磁 铁 矿 资 源 储 量 达 亿 吨 ，钛 资 源 储 量（以 二 氧 化 钛 计 ） 亿 吨 ，占 全 国 钛 铁 矿 岩 矿 储 量 的 。 攀 钢 将 开 采 出 来 的 矿 石 经 选 矿 获 得含 钒 铁 精 矿 用 作 冶 炼 钢 铁 的 原 料 ， 选 铁 的 尾矿 用 于 回 收 生 产 钛 精 矿 ，现 已 形 成 了 年 产 万 吨 钛 精 矿 的 生 产 能 力 。攀 枝 花 钛 精 矿 是 典

3、型 的 岩 矿 ，云 南 钛 矿 是 典 型 的 钛 铁 矿 砂 矿 ，两 种 矿 成 分 比 较 见 表 ，从 表 中 可 以 看 出 攀 枝 花 钛 精 矿 的 主 要 特 点 是 含 量 高 。表 两 种 钛 精 矿 典 型 成 分 比 较 （ ）攀枝花 钛 精 矿 （岩 矿 ） 云南钛精矿 （砂 矿 ） 攀 枝 花 矿 冶 炼 熔 盐 氯 化 渣 的 特 点为 了 利 用 攀 枝 花 丰 富 的 钛 资 源 ，形 成 从 钛 矿 到 钛 材 的 完 整 钛 产 业 链 ，攀 枝 花 钛 精 矿作 者 简 介 ：马 勇 ，工 程 师 ，主 要 从 事 钛 渣 生 产 工 艺 技 术 管

4、理 和 科 研 管 理 方 面 的 工 作 。908070605040302010010攀 枝 花 钛 精 矿云 南 太 精 矿FeTiO3Fe3O4MgTiO3 Mg2SiO4 Fe2SiO420 30 40 50 60 70 80 902-Theta()第 期 首 先 要 通 过 电 炉 冶 炼 为 钛 渣 后 才 能 进 一 步 作 为 海 绵 钛 及 钛 材 生 产 的 原 料 。 熔 盐 氯 化 渣 品 位攀 枝 花 钛 精 矿 与 云 南 钛 精 矿 相 比 ， 铁 氧 化 物 主 要 以 二 价 态 形 式 存 在 ， 杂 质 含 量 尤 其 是 、 含 量 高 ， 结 构 致

5、密 还 原 性 能 差 。 攀 枝 花 钛 精 矿 和 云 南 钛 精 矿 图 谱 基 本 相 似 （ 见 图 ） ， 主 要 物 相 为 钛 铁 矿 、 磁 铁 矿 、 铁 橄 榄 石 、 镁 橄 榄 石 和 镁 钛 矿 ， 这 与 化 学 分 析 结 果 基 本 一 致 （ 见 表 ） 。 扫 描 电 镜 的 分析结果为 ： 攀 枝 花 钛 精 矿 的 钛 铁 矿 体 积 含 量 在 之 间 ， 云 南 钛 精 矿 钛 铁 矿 体 积 含 量 在 左 右 。 攀 枝 花 钛 精 矿 与 云 南 钛 精 矿 的 主 要 区 别 是 云 南 钛 精 矿 中 基 本 没 有 铁 橄 榄 石 。图

6、 攀 枝 花 矿 和 云 南 矿 的 攀 枝 花 钛 精 矿 在 镁 钛 矿 中 赋 存 量 高， 加 之 攀 枝 花 钛 精 矿 中 含 量 较 高 ， 钛 铁矿 相 外 多 赋 存 于 磁 铁 矿 相 中 。 另 外 攀枝 花 钛 精 矿 中 含 和 ， 其 在 电 炉 冶 炼中 基 本 不 被 还 原 。 经 计 算 和 相 关 实 验 研 究， 攀 枝 花 矿 冶 炼 氯 化 渣 时 其 上 限 品 位 在 左 右 ， 由 于 和 含 量 高 ， 适 合 于 熔盐 氯 化 法 生 产 海 绵 钛 工 艺 ， 称 为 熔 盐 氯 化渣 。 生 产 熔 盐 氯 化 渣 的 技 术 难 点国

7、 内 仅 在 年 代 在 锦 州 钛 业 的 小 电 炉 上 开 展 过 攀 枝 花 钛 精 矿 冶 炼 熔盐 氯 化 渣 的 试 验 ， 而 在 大 型 电 炉上 还 没 有 开 展 熔 盐 氯 化 渣 的 试 验 。 在 大 型 电炉 冶 炼 熔 盐 氯 化 渣 的 生 产 过 程 中 ， 其 主 要 技术 难 点 是 ：（ ） 温 度 升 高 。 为 了 提 高 钛 渣 品 位 需 要 将 还 原 到 尽 可 能 低 的 状 态 。 在 还 原 时 会 伴 随 大 量 过 还 原 ， 产 生 大 量 高 熔点 的 低 价 钛 ， 这 部 分 物 质 会 降 低 渣 的 流 动 性， 加

8、之 钛 渣 的 短 渣 特 性 ， 为 保 证 顺 利 出 渣 ， 必须 大 幅 度 提 高 渣 的 过 热 度 。 而 提 高 出 渣 温 度也 意 味 着 整 个 冶 炼 系 统 的 温 度 升 高 ， 对 电 炉 的出 渣 口 、 出 铁 口 、 电 极 烟 气 处 理 系 统 及 炉 体 耐火 材 料 均 有 不 同 程 度 的 影 响 。（ ） 挂 渣 层 维 护 困 难 。 钛 渣 中 具 有 两 性 氧 化 物 性 质 ， 钛 渣 能 与 各 种 酸 性 和 碱 性 氧 化 物 发 生 反 应 ， 生 成 各 种 化 合 物 和 固 溶 体 ， 因 而 钛 渣 对 炉 衬 砖 有

9、 强 烈 的 腐 蚀 性 。 随 着 还 原 深 度 增 加 ， 炉 内 温 度 升 高 ， 整 体 炉 况 控 制 难 度 增 大 ， 冶 炼 过 程 中 挂 渣 层 极 易 被 洗 刷 ， 甚 至 可 能 将 挂 渣 层 洗 刷 完 后 ， 直 接 侵 蚀 镁 砖 炉 衬 ， 严 重 缩 短 炉 衬 寿 命 。（ ） 泡 沫 渣 几 率 增 加 。 攀 枝 花 钛 精 矿 低 熔 点 物 质 如 、 含 量 较 高 ， 在 冶 炼 过 程 中 极 易 发 生 软 熔 ， 在 熔 池 表 面 形 成 覆 盖 层 ， 导 致 后 批 物 料 加 入 后 直 接 覆 盖 在 软 熔 层 上 ，

10、物 料 冶 炼 产 生 的 气 体 很 难 从 熔 池 表 面 溢 出 ， 从 而 产 生 泡 沫 渣 。 氯 化 渣 技 术 开 发 与 生 产钛 业 公 司 钛 冶 炼 厂 是 目 前 国 内 最 大 的 钛 渣生产厂家 ， 拥有 座 钛 渣 电 炉 ， 通 过 消 化 吸 收 乌 克 兰 的 操 作 工 艺 ， 采 用 了 攀 枝 花 微 细 粒 级 钛 精 矿 造 球 、 炉 顶 配 料 、 多 点 布Intensity5.15,78282 41 57 38100m6电 子 图 像 1 四 川 冶 金 第 卷料 及 炉 气 余 热 回 收 利 用 等 多 项 先 进 的 生 产 工 艺

11、 ， 形 成 了 攀 钢 自 主 知 识 产 权 的 “大 型 电 炉 采 用 自 焙 电 极 、 粉 矿 直 接 入 炉 冶 炼 钛 渣 ”的 专 有 技 术 ， 拥 有 酸 溶 渣 或 氯 化 渣 的 生 产 能 力 。 熔 盐 氯 化 渣 技 术 开 发针 对 熔 盐 氯 化 渣 冶 炼 过 程 存 在 的 温 度 升 高 、 挂 渣 层 维 护 困 难 及 泡 沫 渣 等 技 术 难 点 ， 首 先 攀 钢 钛 业 公 司 钛 冶 炼 厂 制 定 了 详 细 的 试 验 方 案 ， 对 熔 盐 氯 化 渣 的 熔 点 、 粘度等高温指标 进 行 测 试 ， 同 时 通 过 分 析 钛

12、渣 中 与 的 关 系 （ 见 图 ） ， 科 学 地 指 导 生 产 。807570656022 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2钛 渣 中 FeO含 量 %熔 盐 氯 化 渣 冶 炼 的 稳 定 顺 利 运 行 提 供 了 保 障 。 熔 盐 氯 化 渣 的 生 产钛 业 公 司 钛 冶 炼 厂 成 功 开 发 出 熔 盐 氯 化 渣 冶 炼 技 术 ， 在 实 际 稳 定 生 产 过 程 中 未 见 有 明 显 泡 沫 渣 现 象 ， 同 时 出 渣 温 度 及 挂 渣 层 均 控 制 在 正 常 的 范 围 内 。 目 前 已 经 形 成 月 产 台 熔 盐 氯 化

13、渣 的 生 产 能 力 ， 生 产 的 熔 盐氯 化 渣 指 标 见 表 ， 物 相 结 构 如 图 所 示 ， 产品 完 全 满 足 攀 钢 万 吨 海 绵 钛 厂 对 原 料 的要 求 。表 熔 盐 氯 化 渣 生 产 指 标 熔 盐 氯 化 渣 海 绵 钛 产 品 要 求 图 钛 渣 中 含 量 与 含 量 的 关 系其 次 对 生 产 工 艺 进 行 优 化 ， 详 细 对 比 总结 探 索 性 试 验 中 加 料 制 度 变 化 情 况 ， 在 稳 定 生 产 中 采 取 了 多 点 布 料 的 方 式 ， 通 过 严 格 控 制 各 点 的 加 料 量 、 配 碳 比 、 送 电

14、功 率 等 ， 保 证 每 炉 冶 炼 挂 渣 层 的 厚 度 ， 避 免 了 挂 渣 层 被 冲 刷 ， 同 时 开 展 了 低 温 冶 金 工 作 ， 根 据 攀 枝 花 钛 精 矿 熔 化 吸 收 热 量 大 的 特 点 ， 重 新 设 计 了 供 电 制 度 ， 进 一 步 减 少 了 泡 沫 渣 产 生 的 可 能 性 ， 并 将 出 渣 温 度 控 制 在 以 内 ， 一 方 面 可 避 免 高 温 对 渣 铁 口 和 烟 气 系 统 的 影 响 ， 另 一 方 面 达 到 节 能 降 耗 的 目 的 。最 后 在 设 备 方 面 一 是 采 用 了 新 型 电 极 绝 缘 材 料

15、 ， 重 新 设 计 了 电 炉 的 绝 缘 结 构 ， 在 生 产 期 间 几 乎 没 有 发 生 过 绝 缘 故 障 ； 二 是 进 一 步 优 化 了 渣 铁 口 的 耐 火 材 料 及 结 构 ， 使 得 渣 铁 口 的 耐 火 材 料 使 用 寿 命 提 高 了 倍 以 上 ， 为（ ： 金 属 铁 ； ： 硫 化 铁 ； ： 黑 钛 石 ； ： 硅 酸 盐 相 ）图 钛 渣 电 镜 照 片从 年 以 来 ， 钛 冶 炼 厂 已 经 向 攀 钢 海 绵钛 厂 提 供 了 熔 盐氯化渣 ， 生 产 出 的 海 绵 钛 产 品 中 国 标 零 级 品 及 以 上 的 达 到 以 上 ，

16、与 美 国 、 日 本 等 世 界 海 绵 钛 生 产 强 国 供 应 航 空 航 天 产 业 的 海 绵 钛 处 于 相 同 档 次 。（下 转 第 页 ）钛渣中TiO2含量%第 期 理 于 产 品 质 量 影 响 关 系 。 具 体 产 品 设 计 一 般 要 求 有 固 定 的 无 机 处 理 工 艺 ， 优 化 的 原 则 在 于 此 。 因 此 ， 不 断 深 层 次 的 研 究 ， 从 机 理 、 量 化 、 无 机 处 理 工 艺 与 产 品 质 量 关 系 等 方 面 的 课 题 还 有 很 多 工 作 要 做 ， 这 对 钛 白 行 业 的 发 展 具 有 至 关 重 要 的

17、 现 实 意 义 。参 考 文 献 ： 李 文 生 二 氧 化 钛 颜 料 的 表 面 处 理 工 艺 研 究 天 津 大 学 ， 戚 容 氯 化 法 钛 白 粉 的 无 机 表 面 处 理 中 国 涂 料， ， （ ） ： ， ， ， ， （ ） ： ， ， （ ） ， （ ） ： ， ， ， ， （ ） ： 李 坤 ， 刘 恒 ， 余 艳 丽 ， 叶 琬 玲 和 在 金 红 石 型 表 面 的 包 覆 研 究 化 学 研 究 与 应 用 ， ， （ ） ： 侯 清 麟 ， 段 海 婷 ， 罗 倪 ， 等 ， 李 实 秾 硅 铝 氧 化 物 包 覆 钛 白 粉 最 优 条 件 与 机 理 研

18、 究 湘 潭 大 学 自 然 科 学 学 报 ， ， （ ） ： ， ， ： （ ） ： 高 丕 英 ， 温 占 秀 ， 方 图 南 ， 等 锐 钛 型 性 能 ， （ ） ： 裴 润 硫 酸 法 钛 白 生 产 北 京 ： 化 学 工 业 出 版社 ， ： 陈 朝 华 钛 白 粉 生 产 技 术 回 答 北 京 ： 化 学 工业 出 版 社 ， ： ， ， 研 究 锐 钛 型 的 光 学 活 性 封 闭 及 其 表 征 华 东 理 工 大 学 学 报 ， ， （ ） ： 康 春 雷 ， 李 春 忠 ， 王 志 庭 ， 等 金 红 石 型 钛 白 粉 表 面 包 覆 氧 化 铝 的 形 态 及

19、 机 理 华 东 理 工 大 学 学 报 ， （ ） ： 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆（上 接 第 页 ） 结 论（ ） 钛 业 公 司 钛 冶 炼 厂 成 功 开 发 出 熔 盐 氯 化 渣 冶 炼 技 术 ， 解 决 了 温 度 升 高 、 挂 渣 层 维 护 困 难 及 泡 沫 渣 等 技 术 难 题 ， 形 成 了 熔 盐 氯 化 渣 专 用 操 作 工 艺 制 度 ， 结 束 了 我 国 无 大 型 电 炉 生 产 氯 化 渣 的 历 史 。（ ） 钛 业 公 司 钛 冶 炼 厂 现 已 形 成 月 产 台 的 熔 盐 氯 化 渣 能 力 ， 产 品 已 在 海 绵 钛 厂 成功 使 用 。（ ） 大 型 电 炉 生 产 熔 盐 氯 化 渣 技 术 的 成 功 开 发 ， 对 提 高 攀 枝 花 钛 精 矿 综 合 利 用 率 ， 加 快 攀 西 钛 资 源 的 开 发 有 重 要 意 义 。参 考 文 献 ： 杨 绍 利 ， 盛 继 孚 钛 铁 矿 熔 炼 钛 渣 与 生 铁 技 术 冶 金 工 业 出 版 社 ， ：