CN102766714A - 一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，步骤：a)按比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿、石灰制成混合生料；b)将混合生料加到回转窑中烘干、预还原，生成还原料；c)将还原料加入到熔分炉内熔融、渣铁分离；d)排出高铝钛熟料经水淬、研磨、酸浸取得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。优点是：碱与莹石矿起催化助熔作用，使得钛铁分离速度快且彻底；碱、氟在煤气作用下蒸发、回收再利用。既降低了生产成本，能够分离、提取钛铁矿中的氧化钛、铁、铝等，又不再产生赤泥而污染环境；且钛、铁、铝的收率均在99％以上。实现了钛铁矿与铝土矿联合生产的新工艺，能源阶梯利用。其运行成本很低，经济效益高，绿色环保。

Description

一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺。

背景技术

现有技术中，使用铝土矿生产氧化铝的工艺方法，主要包括拜尔法、烧结法、联合法以及串联法等。拜尔法主要是将铝土矿与氢氧化钠湿法磨粉，低温溶出氧化铝，其缺陷是氧化铝的收率低(75％左右)；烧结法是将铝土矿加碳酸钠、石灰石及煤等进行球磨、制浆，经回转窑喷浆、烧结，制得氧化铝熟料，其氧化铝的收率可以达到80～85％；而联合法、串联法等是将上述两种方法的结合或选择性的使用，其氧化铝的收率可以达到85～90％。上述各种方法，只追求氧化铝的回收率，而不注重铁等其它各种元素的综合利用。尽管如此，其氧化铝的收率一直无法再进一步提高。而且，其它元素都成为工业废料，含碱赤泥造成大量的无法处理的工业废渣，其中铁的含量是制约赤泥综合利用的主要障碍。再者，针对自然界里存在的含铝针状铝铁矿，现有技术中的所有工艺都是无法提取的。这些都是无法再提高氧化铝回收率的主要因素——既造成自然资源的大量浪费，造成巨大的环境污染，又导致了全球资源的短缺。

现有技术中，使用钛铁矿制取氧化钛的生产工艺是，将钛铁矿加碳造球，经烧结进入电炉，将温度控制在1600℃～1800℃、甚至1800℃以上，经碳还原、高温熔融，实现渣铁分离。上层得到高钛渣，下层得到热铁水。由于此种方法需要消耗大量的电能，且产生大量的废气，即运行成本相当高，污染很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种钛铁矿铝土矿联合法无渣生产工艺，它可将钛铁矿、铝土矿中的各元素完全分离和利用、且运行成本很低、产品收率高，经济效益很高，不产生工业废料，达到能源阶梯利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：a)按照一定比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿制成混合生料；b)将上述混合生料加入到回转窑中，经过烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；c)将上述还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟钛料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝钛熟料出口排出的高铝钛熟料，经冷却得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。

优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0.5～1∶0.5～1混合；煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20～50％、5～10％、1～4％。

优选的，所述步骤a)中，混合生料中还包括一定比例的石灰。

优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0.5～1∶0.5～1混合；煤、碱、莹石矿、石灰的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20～50％、5～10％、1～4％、10～20％。

优选的，所述步骤b)中，回转窑内温度为摄氏800～1460度；混合生料在回转窑内进行烘干、预还原的时间为2～10小时；所述步骤c)中，还原料由回转窑经密闭通道进入到熔分炉内加温、熔融；熔分炉内温度在摄氏1450～1700度，还原料在熔分炉内经过1～4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；所述步骤d)中，高铝熟料出口排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

优选的，所述步骤b)中，回转窑内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度。

优选的，所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装至少一支燃气枪，燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部，对还原料进行加温、熔融。

优选的，所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装三支燃气枪；在所述熔分炉尾部安装至少一支燃气枪，所有燃气枪的枪口均朝向熔分炉尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融。

优选的，还包括如下步骤：e)熔分炉内的高温气体经密闭通道进入回转窑，从回转窑尾部的烟气出口排放出的烟气，经余热锅炉后得到热蒸汽，由余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；。再经水幕除尘碱吸收塔，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

优选的，所述步骤c)中，熔分炉内温度在摄氏1500度，还原料在熔分炉内经过4小时，进行熔融、渣铁分离。

优选的，所述步骤a)中，钛铁矿：铝土矿按照重量比1∶1混合，煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的35％、8％、3％。

优选的，所述步骤a)中，钛铁矿：铝土矿按照重量比1∶1混合，煤、碱、莹石矿、石灰的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的35％、8％、3％、15％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：碱与莹石矿在铁还原反应中起到了催化助熔的作用，使得钛铁分离的速度快且反应彻底；碱、莹石矿中的氟在煤气高温作用下蒸发，经余热锅炉冷却回收，再用于新的配矿，循环使用。因此，既降低了生产成本，能够分离、提取钛铁矿中的氧化钛、铁、铝等，不再产生赤泥而污染环境；而且钛、铁、铝的收率高：铁99％以上、钛99％以上、铝98％以上。这样的无渣生产是一个全新的生产工艺，实现了对钛铁矿及铝矿中各元素的分离和利用，从而实现了钛铁矿与铝土矿联合生产的新工艺，能源阶梯利用。其运行成本很低，经济效益高，绿色环保。

附图说明

图1是实施本发明的装置的结构示意图。

图中标记为：

1、回转窑；11、烟气出口；12、余热锅炉；13、水幕除尘碱吸收塔；2、熔分炉；21、热铁水出口；22、高铝钛熟料出口；23、燃气枪；3、水淬槽；4、密闭通道。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

本发明所用铬渣为碱性铬渣，即在现有技术中，生产重铬酸钠或重铬酸钾时产生的废渣；所述高铝钛熟料是含有氧化铝、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化镁等轻金属氧化物的混合物；所述密闭通道由耐火材料砌成。

参见图1，描述用于实施本发明的装置。需要说明的是，实施本发明，并不限于图1的装置。

安装时，回转窑1、熔分炉2、水淬槽3三者所处的位置是依次降低的，而且它们各自本身的头部(或下部)相对于其尾部(或上部)的高度都低，亦即：回转窑1的头部较其尾部略低；熔分炉2的尾部低于回转窑1的头部，但高于熔分炉2的头部；水淬槽3的上部低于熔分炉2的头部。

如图1所示，实施本发明工艺方法的装置，包括回转窑1、熔分炉2，密闭通道4将所述熔分炉2尾部与所述回转窑1头部连通；所述熔分炉2头部下侧，设置有热铁水出口21，所述熔分炉2头部上侧，设置高铝钛熟料出口22；所述热铁水出口21低于所述高铝钛熟料出口22；在所述熔分炉2头部、所述高铝钛熟料出口22上方，安装有三支燃气枪23，所述燃气枪23的枪口朝向所述熔分炉2尾部；在所述熔分炉2尾部设置有三支燃气枪23，所述燃气枪23的枪口均朝向所述熔分炉2尾部的下料处；在所述熔分炉2头部、所述高铝熟料出口22下方，设置有水淬槽3；所述回转窑1尾部设有烟气出口11，所述回转窑1的烟气出口11经过余热锅炉12与水幕除尘碱吸收塔13连通。

实施例一

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比0.5∶0.5取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的20％、5％、1％取煤、碱、莹石矿；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为2小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1700度，还原料在熔分炉2内经过1小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例二

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比1∶1取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的50％、10％、4％取煤、碱、莹石矿；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为10小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1600度，还原料在熔分炉2内经过3小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例三

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比0.7∶0.8取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的30％、7％、2％取煤、碱、莹石矿；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为5小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1500度，还原料在熔分炉2内经过4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例四

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比1∶0.6取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的40％、6％、3％取煤、碱、莹石矿；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为6小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1450度，还原料在熔分炉2内经过4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例五

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比0.9∶0.7取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的35％、8％、3％取煤、碱、莹石矿；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为8小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1550度，还原料在熔分炉2内经过3小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例六

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比0.5∶0.5取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的20％、5％、1％、10％取煤、碱、莹石矿、石灰；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为2小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1700度，还原料在熔分炉2内经过1小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例七

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比1∶1取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的50％、10％、4％、20％取煤、碱、莹石矿、石灰；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为10小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1600度，还原料在熔分炉2内经过3小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例八

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比0.7∶0.8取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的50％、10％、4％、12％取煤、碱、莹石矿、石灰；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为5小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1500度，还原料在熔分炉2内经过4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例九

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比1∶0.6取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的50％、10％、4％、15％取煤、碱、莹石矿、石灰；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为6小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1450度，还原料在熔分炉2内经过4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

实施例十

如图1所示，一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，包括如下步骤：

a)按照重量比0.9∶0.7取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的50％、10％、4％、17％取煤、碱、莹石矿、石灰；将它们磨碎、混合均匀，制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；混合生料在回转窑1内进行烘干、预还原，时间为8小时；生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料从回转窑1经密闭通道4，进入到熔分炉2内，熔分炉2头部安装三支燃气枪23，尾部安装一支以上的燃气枪23，所有的燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1550度，还原料在熔分炉2内经过3小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；

d)高铝钛熟料出口22排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。

e)熔分炉2内的高温气体，经密闭通道4进入回转窑1，从回转窑1尾部的烟气出口11排放出，该烟气经余热锅炉12吸热后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔13，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

a)按照一定比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿制成混合生料；

b)将上述混合生料加入到回转窑中，经过烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；

c)将上述还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟钛料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；

d)高铝钛熟料出口排出的高铝钛熟料，经水淬、研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0.5～1∶0.5～1混合；煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20～50％、5～10％、1～4％。

3.根据权利要求1所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤a)中，混合生料中还包括一定比例的石灰。

4.根据权利要求3所述的钛铁矿铝土矿的无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0.5～1∶0.5～1混合；煤、碱、莹石矿、石灰的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20～50％、5～10％、1～4％、10～20％。

5.根据权利要求2或4所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤b)中，回转窑内温度为摄氏800～1460度；混合生料在回转窑内进行烘干、预还原的时间为2～10小时；

所述步骤c)中，还原料由回转窑经密闭通道进入到熔分炉内加温、熔融；熔分炉内温度在摄氏1450～1700度，还原料在熔分炉内经过1～4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；

所述步骤d)中，高铝熟料出口排出的高铝钛熟料，经水淬、研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。

6.根据权利要求5所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤b)中，回转窑内尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度。

7.根据权利要求6所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装至少一支燃气枪，燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部，对还原料进行加温、熔融。

8.根据权利要求7所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装三支燃气枪；在所述熔分炉尾部安装至少一支燃气枪，所有燃气枪的枪口均朝向熔分炉尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融。

9.根据权利要求8所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：还包括如下步骤：e)熔分炉内的高温气体经密闭通道进入回转窑，从回转窑尾部的烟气出口排放出的烟气，经余热锅炉后得到热蒸汽，由余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；。再经水幕除尘碱吸收塔，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

10.根据权利要求9所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤c)中，熔分炉内温度在摄氏1500度，还原料在熔分炉内经过4小时，进行熔融、渣铁分离。

11.根据权利要求2所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤a)中，钛铁矿：铝土矿按照重量比1∶1混合，煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的35％、8％、3％。

12.根据权利要求4所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：所述步骤a)中，钛铁矿：铝土矿按照重量比1∶1混合，煤、碱、莹石矿、石灰的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的35％、8％、3％、15％。

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