CN101126111A - 一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿生产的方法。采用复合球团配制—预氧化焙烧—复合球团碳热还原—冷却控制等工序，制得TiO2≥54％，FeO＜5％，C＜0.10％、S＜0.020％和P＜0.020％的电焊条用还原钛铁矿。与公知方法相比，还原温度降低了100～200℃，还原时间减少了3～4倍。具有产品质量稳定、对原料适用性强和节能减耗等优点，采用的复合添加剂价格便宜、来源广，对产品质量无不良影响。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法，属于火法冶金技术领域。
二、背景技术：
还原钛铁矿是生产电焊条的主要辅助材料之一，其公知的生产方法主要有以下几种：在专利申请CN1036228A中公开了一种还原钛铁矿粉的制取方法，其先对钛铁矿采用790-890℃温度进行氧化，然后再掺入粒度为0-15mm的还原剂对钛铁矿进行高温还原，在还原过程中，第一阶段用1140±25℃高温保持4小时，第二阶段1240±25℃保持36分钟，此方法存在下列缺点：仅适用于FeO/Fe2O3≥5的钛铁矿，存在原料选取的局限性；还原产品中FeO≤9％，仅达到FTH9.20产品要求。在专利申请CN1135946A中公开了一种电焊条用还原钛铁矿粉的制取方法，采用钛铁矿和焦炭粉及石灰石混合分层间隔的装入耐火材料罐体中，在1200±100℃下经过20-30小时还原而成。其特征是钛铁矿与还原剂在耐火材料罐中的层间隔放置方式既可以立装方式，也可以时平放方式，耐火材料罐内壁及端口均铺有一层还原剂，采用立装方式时钛铁矿的厚度≤30mm、相间的还原剂的厚度≥10mm；采用平装方式时钛铁矿的厚度≤20mm、相间的还原剂的厚度≥7mm，此方法有如下缺点，装碳方式复杂，工艺时间长达20小时的还原时间，严重影响产量，馒头窑工艺本身能耗高，污染大。在专利申请CN1362308A中公开的用回转窑制作电焊条用还原钛铁矿粉的工艺，以钛铁矿粉、还原煤粉和石灰置于回转窑直接还原法制取符合电焊条用的还原钛铁矿粉的生产工艺，其工艺流程为原料制备→回转窑直接还原→冷却窑冷却→精选处理，要求粉煤和石灰颗粒小于5mm，采用二次供风方式进行充分煅烧，烧结时间为1.5-3小时，窑内煅烧温度控制在1050-1200℃，然后用水和风进行冷却至常温40℃以下。该法存在的最为突出的问题是对原料要求较高，要求Fe2O3含量高的钛铁矿，由于对钛铁矿没有预氧化过程，因此对FeO含量高的钛铁矿不适用，另外其对还原后物料的处理较为麻烦，需要进行破碎、弱磁选、风选和表面处理。专利CN1557979A公开的一种回转窑生产还原钛铁矿的方法，钛铁矿和还原剂、脱硫剂配制成原料，加入到回转窑内，在还原气氛下加热至1050-1180℃还原，还原气氛压力保持在0-4mm水柱之间，冷却、筛份、磁选、撞击风选、掺和而得，原料中还原剂与钛铁矿的重量配比为0.3-0.6∶1，脱硫剂与还原剂的重量配比为0.02-0.2∶1。此方法存在的两个问题是回转窑还原采用掺和粉料，在回转窑内极易形成结圈，除碳工艺复杂，还原时间长，能耗高，对原料要求高，只能处理Fe2O3含量高的原料，还原程度不够，FeO含量高，产品质量低。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法，该方法配入复合添加剂，采用预氧化、复合球团碳热还原和冷却控制等工序，制得的还原钛铁矿TiO2≥54％，FeO含量＜5％，C＜0.10％、S＜0.020％、P＜0.020％。在保证产品质量的前提下，缩短了反应时间，降低了还原反应温度，并免除了后续复杂的除碳工艺，提高了产品质量。
本发明按以下步骤完成：
1、复合球团的制备：原料钛精矿经过筛，选取小于0.175mm的矿粒，配加添加剂和粘结剂进行润磨后得混合料，加水进行造球，球团于100-120℃下干燥15-30min，制得复合球团。所述的粘结剂为Na2SiO3·9H2O，用量占钛精矿重量的1～5％，添加剂为Na2BO4·10H2O和KCl，用量占钛精矿重量的1～5％，润磨时间10～20min；加混合料重量的8～10％水分造球，球团直径为8～10mm；
2、复合球团的预氧化焙烧：焙烧温度800～900℃，焙烧时间为10～40min；
3、复合球团碳热还原：将预氧化焙烧后的球团置于还原炉中进行还原，控制C/Fe为1.0-2.0，还原温度为1050-1150℃，还原时间为180-280min；
4、还原产物在惰性气体气氛中迅速冷却至室温，冷却气体流速50～100L/h；冷却后得到的球团破碎至-40+150目的占65-75％，即得还原钛铁矿产品。
与公知技术相比的优点及积极效果
1、采用复合添加剂促进钛铁矿的碳热还原，还原温度降低了100-200℃，还原时间减少了3～4倍；
2、增加了预氧化工序，和冷却工序，制得的金属化球团结构致密，表面无裂缝和破损，无二次氧化现象，提高了产品质量；
3、制得的还原钛铁矿产品中TiO2≥54％，FeO＜5％，C＜0.10％、S＜0.020％、P＜0.020％，采用XRD对产品进行检测，发现物相中主要强峰和次强峰和金红石、α-Fe相吻合。
四、具体实施方式：
实施例一：钛铁矿采用云南某地的钛砂矿，其主要化学成分的重量百分含量为TFe35.91％，FeO29.71％，TiO247.13％；复合球团配制工艺参数：粘结剂Na2SiO3·9H2O用量占钛精矿的3％，添加剂Na2BO4·10H2O用量占钛精矿的2.5％，添加剂KCl用量占钛精矿的2.5％，润磨时间10min；造球水份8％；球团预氧化工艺参数：预氧化焙烧温度850-900℃，焙烧时间30min；碳热还原工艺参数：球团还原温度为1100-1150℃，还原时间为180min，C/Fe＝1.8；还原球团经冷却后，破碎至-40+150目的占65-75％，得到还原钛铁矿产品。其中含TiO254.78％，FeO含量4.6％，C含量0.034％、S含量0.018％、P0.013％。
实施例二：钛铁矿采用云南某地的钛精矿，其主要化学成分的重量百分含量为TFe34.66％，FeO28.47％，TiO246.67％；粘结剂Na2SiO3·9H2O用量占钛精矿的5％，添加剂Na2BO4·10H2O用量占钛精矿的4％，添加剂KCl用量占钛精矿的1％，润磨时间15min，造球水份10％；预氧化焙烧温度850-900℃，焙烧时间40min；球团还原温度为1080-1130℃，还原时间为240min；C/Fe＝2.0；还原球团经冷却后，破碎至-40+150目的占65-75％，得到还原钛铁矿产品。其中TiO2 55.09％，FeO 4.9％，C0.086％，S0.014％，P0.009％。
Claims (2)
1.一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法，其特征在于：其按以下步骤完成，
1)、复合球团的制备：原料钛精矿经过筛，选取小于0.175mm的矿粒，配加添加剂和粘结剂进行润磨后得混合料，加水进行造球，球团于100-120℃下干燥15-30min，制得复合球团，所述的粘结剂为Na2SiO3·9H2O，用量占钛精矿重量的1～5％，添加剂为Na2BO4·10H2O和KCl，用量占钛精矿重量的1～5％，润磨时间10～20min，加混合料重量的8～10％水分造球，球团直径为8～10mm；
2)、复合球团的预氧化焙烧：焙烧温度800～900℃，焙烧时间为10～40min；
3)、复合球团碳热还原：将预氧化焙烧后的球团置于还原炉中进行还原，控制C/Fe为1.0-2.0，还原温度为1050-1150℃，还原时间为180-280min；
4)、还原产物在惰性气体气氛中冷却至室温，冷却气体流速50～100L/h，得到的球团破碎至-40+150目的占65-75％，即得还原钛铁矿产品。
2.根据权利要求1所述的钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法，其特征在于：原料钛精矿主要化学成分重量百分含量为TFe 34.66％，FeO 28.47％，TiO2 46.67％或TFe 34.66％，FeO 28.47％，TiO2 46.67％。
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