CN107841619A - 含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法。通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中进行烧制，制得密度与含钛渣液接近的铁焦并用于含钛渣的高温碳化过程，解决了以往碳化过程中焦炭上浮问题，使焦炭能与渣液均匀混合；当铁焦中焦炭被含钛渣碳化消耗完后，生成的TiC晶粒在剩余铁粒周围富集长大，Fe‑TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件；并通过配加一定量CaF2，大幅度地增大了Fe‑TiC结合体尺寸。本发明使TiC晶粒在铁粒周围很明显地富集长大，Fe‑TiC结合体平均粒径可达120～240μm，其中TiC平均径向长度可达10～20μm，能实现工业应用。

Description

含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法
技术领域
本发明涉及一种含钛渣的碳还原处理方法，特别是涉及一种含钛渣的TiC富集方法，应用于含钛渣的资源化利用和冶金技术领域。
背景技术
钒钛磁铁矿是一种多金属元素共生的复合矿，是以含铁、钒、钛为主的共生磁性铁矿。目前采用高炉法和电炉法仅能回收铁、钒，其中大量的钛无法回收，以最为典型的攀钢高炉法冶炼钒钛磁铁矿为例：攀钢现行工艺技术条件下，大约有50％的钛进入到高炉渣中，其TiO2含量为20％～26％，已堆存6000多万吨，且每年新增300万t。
为了提取含钛高炉渣中的钛，国内许多研究机构开展了相关研究，取得了一些相应的研究成果，大体上可分为利用该渣生产建筑材料和利用该渣制取钛白、金红石、钛合金等钛产品，以及选择性富集、选择性长大、选择性分离技术提取渣中有价元素，尤其是提取钙钛矿和进行碳氮化处理。在含钛高炉渣的各种应用中，由于攀钢渣中含有22～25％的TiO2，把这种渣作为制取金红石、TiCl4、钛白粉等的原料，其TiO2的品位太低；制取含钛复合合金，仍然只在实验室条件下可以进行；而作为普通高炉渣使用，其TiO2的品位又太高；用作混凝土骨料和道路水泥，浪费了渣中的宝贵钛资源；用作水泥混合材料和大坝水泥，由于掺入量小，无法大规模应用；用作陶瓷墙、地砖和作釉面砖，由于用量，也无法大规模应用；直接提取钙钛矿，难度大且成本高，不能达到既提钛又大量利用渣的目的；高炉渣高温改性处理一选择性析出分离提钛技术，整个工艺的流程太长、成本高、钛收率低、三废量大等问题难以解决。
目前来看，高钛型高炉渣“高温碳化-低温氯化制取TiCl4及建筑材料”的工艺是最具产业化前景的技术路线之一。该工艺是由攀钢钢研院提出并进行了大量实验研究的技术路线：在温度1500～1700℃，用碳质还原剂还原高钛型高炉渣，反应在三相交流电炉中进行，得到的碳化渣中TiC的含量为11％～15％；然后将碳化渣破碎、球磨、筛分之后，制得粒度合格的碳化渣成品；得到的碳化渣成品再经低温氯化工艺，制得TiCl4；氯化渣水洗除氯作水泥等建筑材料。攀钢新建50万吨/年氯化法钛白，可年消耗近300万吨的高炉渣。
而目前，在高钛型高炉渣“高温碳化-低温氯化制取TiCl4及建筑材料”的工艺中，存在碳化渣成品中TiC的品位不高，TiC颗粒的粒度较小，通常只有几个到十几个微米，导致了低温氯化工艺中氯化效率不高的结果。另外，氯化渣水洗除氯会对环境造成二次污染。为此考虑预先将碳化渣成品中的TiC进行富集长大，为进一步进行选分创造条件，进而可以有效的增大TiC与氯气接触的机会，促进氯化反应的发生，同时减少反应中氯气的消耗，最终提高氯化效率。同时可以避免氯化渣的产生。
长沙矿冶研究院进行过含钛高炉渣碳氮化一选矿的初步研究，他们把钒钛磁铁精矿经高炉冶炼所得的高炉渣在电弧炉内于1350～1500℃进行碳化，将碳化得到的粗碳化钛或粗氮化钛进行摇床精选，获得碳化钛精矿或氮化钛精矿，之后未见深入报道。
冯成建、张建树等人在1600℃于电炉中对攀钢高炉渣进行还原碳化，钛氧化物被还原生成TiC，他们试图进行磁选分离，但因实验中形成的TiC微粒平均直径只有2μm，造成一般磨矿方法无法使矿物达到有效的单体分离，最终无法到达满意效果。
高运明、李慈颖等人研究了Fe2O3对攀钢高炉钛渣碳氮化过程的影响。结果发现，攀钢高炉钛渣中加入适量Fe2O3对Ti(C,N)的生成总量影响不大，但先期还原得到的金属铁可以充当Ti(C,N)的生长核心，能有效促进Ti(C,N)晶粒的形成以及团聚长大。当Fe2O3的加入量增加到10％时，在1450℃下保温2h，Ti(C,N)晶粒团聚体平均尺寸可达7.4μm。
薛向欣、董志远等人研究了攀钢高炉渣碳氮化处理中矿化剂对碳氮化钛晶粒的影响。结果发现原料中加入适当的矿化剂可有效地促进碳氮化钛晶粒长大，其中最大粒径的碳氮化钛可达30μm左右。
总之，现有技术制备的TiC微粒粒度普遍较小，难于分离利用，在熔融制备TiC时过程中，单纯的焦炭作C源所存在的上浮问题，使C源不能与含钛渣均匀混合，降低了含钛渣高温碳化过程中的碳化效率，由于含钛渣粘度大，流动性差，使得C源与Ti源的结合机会较少，生成TiC产率较低，无法实现工业应用。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，可使TiC晶粒在铁粒周围很明显地富集长大，Fe-TiC结合体平均粒径可达120～240μm，其中TiC平均径向长度可达10～20μm。本发明Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件，而且还明显降低生产成本，实现工业应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，包括如下步骤：
a.通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中，并进行烧制，制得密度与含钛渣液密度接近的铁焦材料，并控制所制备的铁焦材料的密度是含钛渣液密度的95.0～105.0％；然后，将钛渣作为钛源材料，并将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对钛渣进行高温碳化的过程，使铁焦材料与钛渣形成均匀混合的渣液反应体系，生成的TiC晶粒；优选铁粉与焦煤的质量配比为(0.80～1.22)：1；优选采用焦炭的密度≤1.38g/cm3，优选采用铁粉的密度≤7.85g/cm3；将铁焦材料进行破碎研磨后，优选筛选粒径在0.3～0.6mm的铁焦颗粒材料，作为碳源还原剂材料备用；作为本发明优选的技术方案，按照铁粉与焦煤的质量配比，将铁粉和焦煤均磨细至不大于74μm的粒径的粉体后，按照不低于10MPa的压力，将铁粉和焦煤粉体均匀混合并压块，然后将压块置于坩埚中，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管；按如下温度制度进行烧制：按照不低于5℃/min的升温速度升至不高于1055℃后，进行保温至少2h，然后按照不低于5℃/min的降至室温，制备铁焦材料，在铁焦材料的烧制过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min；本发明通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中进行烧制，制得密度与含钛渣液接近的铁焦并用于含钛渣的高温碳化过程，解决了以往碳化过程中焦炭上浮的问题，使焦炭能与渣液均匀混合；
b.在对钛渣进行高温碳化的过程中，当铁焦中的焦炭被渣液中的钛渣碳化消耗完毕后，生成的TiC晶粒能在剩余铁粒周围富集长大，形成Fe-TiC结合体产物；作为本发明优选的技术方案，将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，铁焦材料和钛渣混合的质量比例为(4.93～6.08):10；作为本发明优选的技术方案，将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，按如下温度制度进行高温处理：在按照不低于5℃/min的升温速度升至不高于1500℃后，对渣液反应体系进行保温至少4h，然后以不低于5℃/min的升温速度降至室温，制备Fe-TiC结合体产物；进行高温碳化的过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min；本发明铁焦中焦炭被含钛渣碳化消耗完后，生成的TiC晶粒有很明显地在剩余铁粒周围富集长大的现象，Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件；
c.在所述步骤b中，通过向渣液反应体系中配加一定量的CaF2，调整含钛渣的渣液反应体系的流动性，并对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，得到具有一定粒径尺寸的Fe-TiC结合体产物，通过选矿分离方法，最终粒状Fe-TiC团聚体材料。优选所配加的CaF2的重量不大于待处理钛渣重量的5％，使Fe-TiC结合体尺寸最多可增大一倍。进一步优选所配加的CaF2的重量为待处理钛渣重量的2～5％。作为本发明优选的技术方案，向渣液反应体系中加入CaF2，对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，所配加的CaF2的颗粒材料粒径不大于74μm，得到粒径为120～240μm的Fe-TiC结合体产物；并控制Fe-TiC结合体产物中的TiC晶粒平均径向长度为10～20μm。本发明通过配加一定量的CaF2，大幅度地增大了Fe-TiC结合体尺寸。
本发明的原理：
A、本发明采用的焦炭的密度不高于1.38g/cm3，铁粉的密度不高于7.85g/cm3。鉴于两者的比重差，本发明通过将铁粉与焦煤按照特定的配比进行烧制，使最终制得铁焦的密度与含钛渣液的密度接近。将其用于含钛渣的高温碳化过程，这样就可以解决单纯的焦炭作C源所存在的上浮问题，使C源能与含钛渣均匀混合，提高含钛渣高温碳化过程中的碳化效率。
B、含钛渣高温碳化过程中所形成的TiC容易在铁粒周围富集长大，因此本发明用铁焦处理含钛渣高温碳化过程中，一方面铁焦中的焦炭成分为渣中Ti元素的碳化提供C源，从而生成TiC。另一方面，铁焦中剩余的金属铁又可以作为TiC富集长大的载体。机械选矿分离在尺寸方面一般要求大于30μm，而本发明所形成Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，从而为进一步进行选分创造了条件。
C、含钛渣的流动性是限制Fe-TiC结合体尺寸的主要因素，而CaF2可以降低含钛渣的熔化性温度及粘度，对含钛渣具有很好的稀释性能，故添加一定量的CaF2可以改善含钛渣的流动性，从而可以大幅度地增大Fe-TiC结合体尺寸。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明可使TiC晶粒在铁粒周围很明显地富集长大，Fe-TiC结合体平均粒径可达120～240μm，其中TiC平均径向长度可达10～20μm；Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件，能满足工业需要和规模化生产；
2.本发明将其用于含钛渣的高温碳化过程，这样就可以解决单纯的焦炭作C源所存在的上浮问题，使C源能与含钛渣均匀混合，提高含钛渣高温碳化过程中的碳化效率。
附图说明
图1是本发明实施例一制备的TiC晶粒在铁粒周围富集长大的SEM照片。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，以印度尼西亚海砂矿熔融还原渣为原料实施本发明下述实施例，其成分如下表：
表1 印度尼西亚海砂矿熔融还原渣的主要成分(wt％)
本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，一种含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，包括如下步骤：
通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中，按照铁粉与焦煤的质量配比，将170g铁粉和140g焦煤均磨细至74μm的粒径的粉体后，按照10MPa的压力，将铁粉和焦煤粉体均匀混合并压块，然后将压块置于刚玉坩埚中，并在刚玉坩埚外套装石墨保护坩埚，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管；按如下温度制度进行烧制：按照5℃/min的升温速度升至1055℃后，进行保温2h，然后按照5℃/min的降至室温，制备铁焦材料，在铁焦材料的烧制过程的全程通氩气保护，通入氩气流量为1L/min；然后将铁焦材料进行破碎研磨后，筛选粒径在0.3～0.6mm的铁焦颗粒材料，得到铁焦材料的密度是含钛渣液密度的105.0％，作为碳源还原剂材料备用；然后，将钛渣作为钛源材料，并将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对钛渣进行高温碳化的过程，使铁焦材料与钛渣形成均匀混合的渣液反应体系，生成的TiC晶粒；本实施例将粒径在74μm的10g熔融还原渣与6.08g铁焦、粒径在74μm的0.5g的CaF2进行均匀混合，然后将混料压块后置于刚玉坩埚中，并在刚玉坩埚外套装石墨保护坩埚，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管。将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，按如下温度制度进行高温处理：在按照5℃/min的升温速度升至1500℃后，对渣液反应体系进行保温4h，然后以5℃/min的升温速度降至室温，Fe-TiC结合体产物；进行高温碳化的过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min。在对钛渣进行高温碳化的过程中，当铁焦中的焦炭被渣液中的钛渣碳化消耗完毕后，生成的TiC晶粒能在剩余铁粒周围富集长大，形成Fe-TiC结合体产物。通过向渣液反应体系中配加一定量的CaF2，调整含钛渣的渣液反应体系的流动性，并对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，得到具有一定粒径尺寸的Fe-TiC结合体产物，通过选矿分离方法，最终粒状Fe-TiC团聚体材料。
本实施例制备的TiC晶粒在铁粒周围明显地富集长大，Fe-TiC结合体平均粒径达240μm左右，其中TiC平均径向长度可达20μm。本实施例制备的Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件，能满足工业需要和规模化生产。本实施例将其用于含钛渣的高温碳化过程，这样就可以解决单纯的焦炭作C源所存在的上浮问题，使C源能与含钛渣均匀混合，提高含钛渣高温碳化过程中的碳化效率。参见图1，从本发明实施例制备的TiC晶粒在铁粒周围富集长大的SEM照片可知，图1中内容可分为三部分：右侧为Fe相，中间部分为富集在Fe相周围的TiC相，左侧为渣基质相。TiC晶粒在铁粒周围很明显地富集长大到径长20μm左右。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，包括如下步骤：
通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中，按照铁粉与焦煤的质量配比，将170g铁粉和140g焦煤均磨细至74μm的粒径的粉体后，按照10MPa的压力，将铁粉和焦煤粉体均匀混合并压块，然后将压块置于刚玉坩埚中，并在刚玉坩埚外套装石墨保护坩埚，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管；按如下温度制度进行烧制：按照5℃/min的升温速度升至1055℃后，进行保温2h，然后按照5℃/min的降至室温，制备铁焦材料，在铁焦材料的烧制过程的全程通氩气保护，通入氩气流量为1L/min；然后将铁焦材料进行破碎研磨后，筛选粒径在0.3～0.6mm的铁焦颗粒材料，得到铁焦材料的密度是含钛渣液密度的105.0％，作为碳源还原剂材料备用；然后，将钛渣作为钛源材料，并将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对钛渣进行高温碳化的过程，使铁焦材料与钛渣形成均匀混合的渣液反应体系，生成的TiC晶粒；本实施例将粒径在74μm的10g熔融还原渣与6.08g铁焦、粒径在74μm的0.2g的CaF2进行均匀混合，然后将混料压块后置于刚玉坩埚中，并在刚玉坩埚外套装石墨保护坩埚，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管。将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，按如下温度制度进行高温处理：在按照5℃/min的升温速度升至1500℃后，对渣液反应体系进行保温4h，然后以5℃/min的升温速度降至室温，Fe-TiC结合体产物；进行高温碳化的过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min。在对钛渣进行高温碳化的过程中，当铁焦中的焦炭被渣液中的钛渣碳化消耗完毕后，生成的TiC晶粒能在剩余铁粒周围富集长大，形成Fe-TiC结合体产物。通过向渣液反应体系中配加一定量的CaF2，调整含钛渣的渣液反应体系的流动性，并对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，得到具有一定粒径尺寸的Fe-TiC结合体产物，通过选矿分离方法，最终粒状Fe-TiC团聚体材料。
本实施例制备的TiC晶粒在铁粒周围明显地富集长大，Fe-TiC结合体平均粒径达168μm左右，其中TiC平均径向长度可达14μm。本实施例制备的Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件，能满足工业需要和规模化生产。本实施例将其用于含钛渣的高温碳化过程，这样就可以解决单纯的焦炭作C源所存在的上浮问题，使C源能与含钛渣均匀混合，提高含钛渣高温碳化过程中的碳化效率。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，包括如下步骤：
通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中，按照铁粉与焦煤的质量配比，将112g铁粉和140g焦煤均磨细至74μm的粒径的粉体后，按照10MPa的压力，将铁粉和焦煤粉体均匀混合并压块，然后将压块置于刚玉坩埚中，并在刚玉坩埚外套装石墨保护坩埚，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管；按如下温度制度进行烧制：按照5℃/min的升温速度升至1055℃后，进行保温2h，然后按照5℃/min的降至室温，制备铁焦材料，在铁焦材料的烧制过程的全程通氩气保护，通入氩气流量为1L/min；然后将铁焦材料进行破碎研磨后，筛选粒径在0.3～0.6mm的铁焦颗粒材料，得到铁焦材料的密度是含钛渣液密度的95％，作为碳源还原剂材料备用；然后，将钛渣作为钛源材料，并将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对钛渣进行高温碳化的过程，使铁焦材料与钛渣形成均匀混合的渣液反应体系，生成的TiC晶粒；本实施例将粒径在74μm的10g熔融还原渣与4.93g铁焦、粒径在74μm的0.2g的CaF2进行均匀混合，然后将混料压块后置于刚玉坩埚中，并在刚玉坩埚外套装石墨保护坩埚，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管。将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，按如下温度制度进行高温处理：在按照5℃/min的升温速度升至1500℃后，对渣液反应体系进行保温4h，然后以5℃/min的升温速度降至室温，Fe-TiC结合体产物；进行高温碳化的过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min。在对钛渣进行高温碳化的过程中，当铁焦中的焦炭被渣液中的钛渣碳化消耗完毕后，生成的TiC晶粒能在剩余铁粒周围富集长大，形成Fe-TiC结合体产物。通过向渣液反应体系中配加一定量的CaF2，调整含钛渣的渣液反应体系的流动性，并对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，得到具有一定粒径尺寸的Fe-TiC结合体产物，通过选矿分离方法，最终粒状Fe-TiC团聚体材料。
本实施例制备的TiC晶粒在铁粒周围明显地富集长大，Fe-TiC结合体平均粒径达128μm左右，其中TiC平均径向长度可达14μm。本实施例制备的Fe-TiC结合体尺寸远大于机械选矿分离的要求，为进一步进行选分创造了条件，能满足工业需要和规模化生产。本实施例将其用于含钛渣的高温碳化过程，这样就可以解决单纯的焦炭作C源所存在的上浮问题，使C源能与含钛渣均匀混合，提高含钛渣高温碳化过程中的碳化效率。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.通过将比重大于焦煤的铁粉按照一定配比混于焦煤中，并进行烧制，制得密度与含钛渣液密度接近的铁焦材料，并控制所制备的铁焦材料的密度是含钛渣液密度的95.0～105.0％；然后，将钛渣作为钛源材料，并将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对钛渣进行高温碳化的过程，使铁焦材料与钛渣形成均匀混合的渣液反应体系，生成的TiC晶粒；
b.在对钛渣进行高温碳化的过程中，当铁焦中的焦炭被渣液中的钛渣碳化消耗完毕后，生成的TiC晶粒能在剩余铁粒周围富集长大，形成Fe-TiC结合体产物；
c.在所述步骤b中，通过向渣液反应体系中配加一定量的CaF2，调整含钛渣的渣液反应体系的流动性，并对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，得到具有一定粒径尺寸的Fe-TiC结合体产物，通过选矿分离方法，最终粒状Fe-TiC团聚体材料。
2.根据权利要求1所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤c中，所配加的CaF2的重量不大于待处理钛渣重量的5％。
3.根据权利要求2所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤c中，所配加的CaF2的重量为待处理钛渣重量的2～5％。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤c中，向渣液反应体系中加入CaF2，对Fe-TiC结合体颗粒尺寸的进行调控，所配加的CaF2的颗粒材料粒径不大于74μm，得到粒径为120～240μm的Fe-TiC结合体产物；并控制Fe-TiC结合体产物中的TiC晶粒平均径向长度为10～20μm。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤a中，铁粉与焦煤的质量配比为(0.80～1.22)：1。
6.根据权利要求5所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤a中，焦炭的密度≤1.38g/cm3，铁粉的密度≤7.85g/cm3。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤a中，将铁焦材料进行破碎研磨后，筛选粒径在0.3～0.6mm的铁焦颗粒材料，作为碳源还原剂材料备用。
8.根据权利要求1～3中任意一项所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤a中，按照铁粉与焦煤的质量配比，将铁粉和焦煤均磨细至不大于74μm的粒径的粉体后，按照不低于10MPa的压力，将铁粉和焦煤粉体均匀混合并压块，然后将压块置于坩埚中，并将坩埚置于管式炉恒温带处并进行密封炉管；按如下温度制度进行烧制：按照不低于5℃/min的升温速度升至不高于1055℃后，进行保温至少2h，然后按照不低于5℃/min的降至室温，制备铁焦材料，在铁焦材料的烧制过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min。
9.根据权利要求1～3中任意一项所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤b中，将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，铁焦材料和钛渣混合的质量比例为(4.93～6.08):10。
10.根据权利要求1～3中任意一项所述含铁焦炭还原含氧化钛渣并使TiC富集长大的方法，其特征在于：在所述步骤b中，将铁焦材料作为碳源还原剂材料，用于对待处理的钛渣进行高温碳化的过程时，按如下温度制度进行高温处理：在按照不低于5℃/min的升温速度升至不高于1500℃后，对渣液反应体系进行保温至少4h，然后不低于5℃/min的升温速度降至室温，制备Fe-TiC结合体产物；进行高温碳化的过程的全程通氩气保护，通入氩气流量不低于1L/min。
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