CN1757772A - 利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用含钛炉渣(包括含钛高炉渣等)制备钛金属的方法。其技术方案是将TiO2含量为10～90wt％的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％金属铝、0～40％的铁、0～20％的镁，混合均匀后进行熔融热还原。其中，含钛炉渣或为高炉炉渣、或为其他方法产生的冶炼炉渣。所述的熔融热还原是在等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉等设备中进行。通过熔融热还原法将炉渣中含钛化合物还原为金属钛或钛合金，本发明能提高含钛炉渣中钛的收得率，其收得率可达85～90％，残渣中的残钛含量可低于4％。

Description

利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法
一、技术领域
本发明属于制备钛金属的方法，尤其涉及一种利用含钛炉渣(包括含钛高炉渣等)制备钛金属的方法。
二、背景技术
自上世纪60年代以来，国内外科技工作者对含钛炉渣(包括含钛高炉渣等)的综合利用做了大量的研究工作，从研究工作内容看，绝大多数研究工作围绕从含钛炉渣中提取金属钛、钛合金及含钛化合物进行，其次是利用含钛炉渣作为建筑材料。
含钛炉渣按其种类不同，其中的TiO2含量也不同，其波动范围可达10～90％，其中的含钛矿物主要为钙钛矿、金红石和攀钛透辉石等，炉渣含钛量低于30％时，其含钛矿物结晶细小呈弥散状分布于炉渣中，很难分离。从含钛炉渣中提取钛及钛合金具有代表性的研究工作为“硅热法还原高炉渣直流电炉冶炼硅钛铁合金”。
采用硅热法还原高炉渣直流电炉冶炼硅钛铁合金，开展了“攀钢高炉渣直流电炉制取钛硅合金及水泥的研究”课题研究，进行了“钛硅合金等级的研究”、“钛硅合金应用试验”、“攀钢高炉渣直流电炉制取钛硅合金冶炼工艺的研究”和“还原残渣制水泥的研究”等多项专题研究。在200kVA单电极直流电弧炉上采用含TiO222.57％的攀钢高炉渣为原料，以含75％Si的硅铁作还原剂冶炼硅钛铁合金试验。共得到合金2.996t，合金中23.45％Ti、44.06％Si，钛的回收率为54.03％(徐楚韶，刘天福.用高炉钛渣冶炼复合铁合金.矿冶工程.1988，11(2))。但还原残渣中含TiO27.09％，仍然较高，不能用于水泥活性掺和料，因为当矿渣中的TiO2含量大于4％时，会明显降低水泥的水化强度。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种能提高含钛炉渣中钛的收得率、可降低残渣中的残钛量的利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是将TiO2含量为10～90wt％的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％金属铝、0～40％的铁、0～20％的镁，混合均匀后进行熔融热还原。
其中，含钛炉渣或为高炉炉渣、或为其他方法产生的冶炼炉渣。所述的熔融热还原是在等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉等设备中进行。
由于采用上述技术方案，通过熔融热还原法将炉渣中含钛化合物还原为金属钛或钛合金，能提高含钛炉渣中钛的收得率，其收得率可达85～90％，残渣中的残钛含量可低于4％。
四、附图说明
图1为本发明制备的一种还原产物一金属钛扫描电子显微镜照片：
图2为本发明制备的一种还原产物一铝硅钛合金扫描电子显微镜照片。
五、具体实施方式
一种利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法，其所采用的含钛炉渣的成分为：CaO为24.62wt％、SiO2为27.97wt％、Al2O3为13.40wt％、MgO为7.68wt％、Fe2O3为3.19wt％、TiO2为20.59wt％、MnO＜1wt％。配以0～40％的金属铝、0～50％的碳、0～40％的铁、0～20％的镁，混合均匀后在等离子炉中熔融并进行热还原反应，得到了钛及钛合金。
本实施例所所制备的还原产物一金属钛如图1所示，所制备的还原产物一铝硅钛合金如图2所示。采用能谱仪对所得产物进行了显微结构及微区成分分析，分析结果如图1、图2所示。

Claims (3)

1、一种利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法，其特征在于将TiO2含量为10～90wt％的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％金属铝、0～40％的铁、0～20％的镁，混合均匀后进行熔融热还原。
2、根据权利要求1所述的利用含钛炉渣制备钛或钛合金的方法，其特征在于所述的含钛炉渣或为含钛高炉炉渣、或为其他冶炼方法产生的含钛炉渣。
3、根据权利要求1所述的利用含钛炉渣制备钛或钛合金的方法，其特征在于所述的熔融热还原是在等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉等设备中进行。
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