CN106269173A - 一种碳化渣的粉碎方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉体制备领域，公开了一种碳化渣的粉碎方法。该方法包括将液态碳化渣经水淬粒化、干燥、射流粉碎和分级，其中，所述水淬粒化使得碳化渣的粒度分布为：小于1mm占25‑40wt％，1‑3mm占50‑60wt％，大于3mm占0‑25wt％，所述射流粉碎的条件包括：气流压力为3‑20kPa。本发明通过采用上述技术方案，改善了现场作业环境和工人劳动强度，降低了碳化渣的破磨成本，提高了目标段产品的成品率，实现了碳化渣的控制性粉碎。

Description

一种碳化渣的粉碎方法

技术领域

本发明涉及粉体制备领域，具体地，涉及一种碳化渣的粉碎方法。

背景技术

攀西钛资源丰富，经传统高炉炼铁-转炉炼钢工艺，大部分钛进入了高炉渣中，高炉渣中TiO₂含量为20-26％，从攀钢建厂至今，已堆存高炉渣6500多万吨。针对攀钢高炉渣，国内许多研究机构曾开展了多种提钛技术路线的研究，比如制取硅钛复合合金、生产矿渣微晶玻璃等，但处理能力有限，不能从根本上解决含钛高炉渣的综合利用问题。目前，高钛型高炉渣“高温碳化-低温氯化制取TiCl₄”的工艺路线是最具产业化前景的技术路线，工艺分为高温碳化、低温沸腾氯化和氯化残渣的利用三个步骤，具有流程短、处理量大、钛资源综合利用率高等优点。

碳化渣是高温碳化的产品，为满足低温氯化的要求，需要将其细磨至一定的粒度要求，且对特殊产品粒度段100-450目成品率要求达80％以上。传统工艺碳化渣出渣时采用渣盘接渣，空冷后再经过颚式破碎机粗破、对辊破碎、球磨等，处理流程长、劳动强度大，处理成本高，且成品率低，为此需要寻求新的、低成本制备碳化渣细粉的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳化渣的粉碎方法，解决目前碳化渣粉碎处理流程长、劳动强度大、处理成本高、成品率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种碳化渣的粉碎方法，该方法包括将液态碳化渣经水淬粒化、干燥、射流粉碎和分级，其中，所述水淬粒化使得碳化渣的粒度分布为：小于1mm占25-40wt％，1-3mm占50-60wt％，大于3mm占0-25wt％，所述射流粉碎的条件包括：气流压力为3-20kPa。

优选地，所述水淬粒化的条件包括：水流压力为0.25-0.5MPa，渣水比为1：6-9。

优选地，该方法还包括将碳化渣进行干燥后，经过筛分再进行射流粉碎，其中，所述筛分的筛孔孔径为5-7mm。

优选地，所述射流粉碎的条件包括：气流压力为4-7kPa。

优选地，该方法还包括在干燥前将所述碳化渣进行脱水，所述脱水使得脱水后的碳化渣中的水分含量为8-15wt％。

优选地，所述脱水在脱水轮中连续进行，脱水轮直径4-6m，所述脱水的条件包括：转速为1-3r/min。

优选地，所述干燥的条件包括：干燥温度为150-350℃，干燥时间为30-120min。

优选地，所述分级通过分级机进行气流分级，分级机叶片转速为80-120r/min，

优选地，所述分级在负压下进行，所述负压以表压计气压为-2.0～-4.0kPa。

优选地，该方法还包括将分级后不满足粒度要求的碳化渣返回射流粉碎过程。

本发明通过采用上述技术方案，改善了现场作业环境和工人劳动强度，降低了碳化渣的破磨成本，提高了目标段产品的成品率，实现了碳化渣的高效率粉碎。

进一步地，本发明通过适当调节分级的条件和操作过程中的负压条件，与本发明的其他条件相互配合，更加精确地控制产品的粒度，实现设备的高效运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供的碳化渣的粉碎方法，该方法包括将液态碳化渣经水淬粒化、脱水干燥、射流粉碎和分级，其中，所述水淬粒化使得碳化渣的粒度分布为：小于1mm占25-40wt％，1-3mm占50-60wt％，大于3mm占0-25wt％，所述射流粉碎的条件包括：气流压力为3-20kPa。

在本发明中，所述液态碳化渣是指高钛型高炉渣经过高温碳化的终产品。水淬粒化前液态碳化渣的温度一般为1600-1700℃。

根据本发明，所述水淬粒化用于直接得到可以直接处理的粒化渣。所述水淬粒化过程没有特别的限定，可以采用本领域常规的条件进行。通过将水淬粒化后碳化渣的粒度分布控制在如上范围，可以提高本发明的碳化钛粉碎方法的粉碎效率，并且改善工人的作业环境和劳动强度，降低破碎成本。

所述水淬粒化在高炉渣碳化冶炼完成后，出渣时进行。所述水淬粒化过程可以采用本领域常规的水淬设备进行。优选地，所述水淬粒化的条件可以包括：水流压力为0.25-0.5MPa，更优选为0.35-0.4MPa，渣水比为1：6-9，更优选为1：7-8。

根据本发明，为了去除大颗粒物料和杂物(例如铁杂质、脱落的耐火砖等)，该方法还包括将碳化渣干燥后，经过筛分再进行射流粉碎，其中，所述筛分的筛孔孔径为5-7mm。所述筛分可以采用本领域常规使用的方法进行，例如采用振动筛进行。

根据本发明，为了保证所述射流粉碎的进行，所述水淬粒化得到的碳化渣需要进行干燥。具体地，所述干燥使碳化渣中的水分含量降低至3wt％以下。具体地，所述干燥过程可以采用本领域常规的方法进行，例如烘干等，达到降低碳化渣中的水分含量的目的即可。为了充分利用能源，所述烘干过程可以利用碳化冶炼时电炉烟气余热进行。所述干燥过程可以采用本领域常规的设备进行，例如可以在回转窑中进行。作为具体的干燥条件，可以包括：干燥温度为150-350℃，干燥时间为30-120min。

根据本发明，该方法还包括在干燥前将所述碳化渣进行脱水，使脱水后的碳化渣中水分含量为8-15wt％。所述脱水在脱水轮中连续进行，物料随脱水轮的旋转而上升，在接近脱水轮顶部下落至脱水轮中部料斗被收集至物料皮带，期间水受重力从脱水轮周围的格筛缝隙中下落，具体地，所述脱水的条件包括：脱水轮直径4-6m，脱水轮转速为1-3r/min。

根据本发明，所述射流粉碎用于进一步粉碎所述碳化渣，所述射流粉碎过程没有特别的限定，可以采用本领域常规的条件进行，优选的情况下，其中，所述射流粉碎过程中气流压力为4-7kPa。

根据本发明，所述分级用于控制最终的碳化渣产品的粒度。所述分级通过分级机进行风选，分级机转速为80-120r/min，优选为100-110r/min，所述分级在负压条件下进行，所述负压条件包括：以表压计，气压为-2.0～-4.0kPa，优选为-2.5～-3kPa。通过在上述负压调节下进行所述分级，可以使设备中的细小碳化渣颗粒被充分收集。进一步地，通过调节具体地负压条件，可以与分级过程相互配合，更好地控制产品粒度，实现设备的高效运行。具体地，所述负压条件可以通过负压风机产生。所述负压风机可以设置于设备的最末段，与产品收集仓直接相连，所述负压风机转速可以为1180-1480r/min。

根据本发明，为了提高该碳化渣的粉碎方法的效率，该方法还包括将分级后不满足粒度要求的碳化渣返回射流粉碎过程。

根据本发明，该方法得到的碳化渣产品中粒度为100-450目的含量为80wt％以上。该方法得到的碳化渣产品粒度分布集中，非常有利于后续的低温氯化过程的进行。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，碳化渣100目粒度测试采用振动筛分，按照国家标准GB/T 21524-2008进行；450目粒度测试方法如下：每次取样50g，至于450目标准筛筛上，在盘中接适量水，之后将标准筛在水中来回震荡，利用水的切削力将450目下物料筛除，期间换水3-5次，直至没有明显落料为止，烘干称量测得450目筛上物质量分数，再经计算得100-450目筛上质量百分数。

实施例1

采用攀钢集团研究院有限公司9000kVA圆形电炉进行高钛型高炉渣的高温碳化试验，到达反应终点后开口出渣，出渣时采用水淬粒化，调节水流压力为0.25MPa，渣水比为1:6，制得碳化渣的粒度分布如下：小于1mm占27.5wt％，1-3mm占56.3wt％，大于3mm占16.2wt％。将此碳化渣经脱水轮(直径为5m)脱水，脱水轮转速1r/min，脱水后碳化渣的水分含量为11.7％，再经皮带运输至回转窑干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为120min，干燥后的粒化渣水分含量降至0.9wt％。将干燥后的物料经过5mm振动筛筛除大颗粒物料后送至射流粉碎系统，调节气流压力为3kPa，经射流粉碎后，物料通过分级机进行分级，分级机叶片转速为90r/min，负压风机转速为1280r/min(以表压计气压为-2.5kPa)，大于100目的碳化渣产品返回到所述射流粉碎过程。最终得到的碳化渣产品目标段100-450目粒度含量为80.1wt％。

实施例2

采用实施例1中的方法制备碳化渣产品，不同的是，水淬粒化的水流压力为0.4MPa，渣水比为1:8，脱水轮转速2r/min，射流粉碎的气流压力为5kPa，分级机叶片转速为115r/min，负压风机转速为1380r/min(以表压计气压为-3.2kPa)。

最终得到的碳化渣产品目标段100-450目粒度含量为81.2wt％。

实施例3

采用实施例1中的方法制备碳化渣产品，不同的是，水淬粒化的水流压力为0.5MPa，渣水比为1:9，脱水轮转速为3r/min，射流粉碎的气流压力为7kPa，分级机转速为120r/min，负压风机转速为1380r/min(以表压计气压为-3.2kPa)。

最终得到的碳化渣产品目标段100-450目粒度含量为82.4wt％。

实施例4

采用实施例1中的方法制备碳化渣产品，不同的是，水淬粒化的水流压力为0.4MPa，渣水比为1:8，射流粉碎的气流压力为20kPa，分级机叶片转速为90r/min，负压风机转速为1480r/min(以表压计气压为-4.0kPa)。

最终得到的碳化渣产品目标段(100-450目)粒度含量为65.3wt％。

对比例

碳化冶炼到达终点，采用渣盘接渣后运至冷却堆场，待渣液表面凝固后表面喷水冷却，冷却时间为10h，之后将碳化渣翻出渣盘，经装载机破碎至300mm以下，再送入颚式破碎机进行粗破至40mm以下，之后经运输皮带送至对辊设备进行细破至20mm以下，再经皮带运至球磨设备进行球磨，经球磨后，最终得到的碳化渣产品目标段(100-450目)粒度含量为40wt％。

由上述实施例和对比例可知，本发明提供的碳化渣的粉碎方法可以实现碳化渣的高效率粉碎，比对比例的方法中的产品目标段粒度含量提高约一倍，同时吨渣粉磨成本降低约35％。同时由于系统在负压下运行，减少作业现场粉尘量，改善了作业环境。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种碳化渣的粉碎方法，其特征在于，该方法包括将液态碳化渣经水淬粒化、干燥、射流粉碎和分级，其中，所述水淬粒化使得碳化渣的粒度分布为：小于1mm占25-40wt％，1-3mm占50-60wt％，大于3mm占0-25wt％，所述射流粉碎的条件包括：气流压力为3-20kPa。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水淬粒化的条件包括：水流压力为0.25-0.5MPa，渣水比为1:6-9。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，该方法还包括将碳化渣进行干燥后，先经过筛分后再进行射流粉碎，其中，所述筛分的筛孔孔径为5-7mm。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述射流粉碎的条件包括：气流压力为4-7kPa。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在干燥前将所述碳化渣进行脱水，所述脱水使得脱水后的碳化渣中的水分含量为8-15wt％。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述脱水在脱水轮中连续进行，脱水轮直径4-6m，所述脱水的条件包括：转速为1-3r/min。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干燥的条件包括：干燥温度为150-350℃，干燥时间为30-120min。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分级通过分级机进行气流分级，分级机叶片转速为80-120r/min。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述分级在负压下进行，所述负压以表压计气压为-2.0～-4.0kPa。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括将分级后不满足粒度要求的碳化渣返回射流粉碎过程。