CN206256119U - 一种处理钛精矿的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种处理钛精矿的系统。该系统包括：转底炉和磨矿磁选设备，所述转底炉包括入料口、出料口和挡墙，所述挡墙位于所述转底炉的炉体内，将所述炉体内的环形空间分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，所述转底炉入料口位于所述氧化焙烧区，所述转底炉出料口位于所述还原焙烧区；所述磨矿磁选设备包括入料口和出料口；所述转底炉出料口连接所述磨矿磁选设备入料口。本实用新型的处理钛精矿的系统，将转底炉分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，实现了物料的氧化焙烧与还原焙烧一体完成；还原焙烧区充分利用氧化焙烧区干球团的显热，能耗小、成本低。

Description

一种处理钛精矿的系统

技术领域

本实用新型属于冶炼技术领域，尤其涉及一种处理钛精矿的系统。

背景技术

钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。钛及其合金在一般工业应用中，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

我国的钛资源储量非常丰富，但主要是钛铁矿，金红石矿较少。国内钛铁矿的缺点是品位低，杂质含量高，直接用于制取金属钛和钛白时，生产率低、“三废”量大、生产成本高，不能直接满足氯化法钛白对原料的要求，因而常常需将其预先富集成高品位的富钛料。

富钛料的生产方法分为干法和湿法为主的两大类，随着环境问题日显突出，不仅要提高钛产品年产量，还必须能源消耗和环境污染问题。湿法生产因工艺复杂、生产成本高、环境污染严重已经基本淘汰，干法工艺生产高钛渣，主要是电炉冶炼，将铁精粉与还原剂按照一定比例进入电炉还原可获得铁水和钛渣，高钛渣与电炉炉衬接触，腐蚀炉衬，操作复杂导致富钛料中品位波动较大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种处理钛精矿的系统，可实现钛精矿氧化焙烧与还原焙烧先后完成，氧化焙烧区氧化充分，还原焙烧区还原效果好，磨矿磁选后获得铁精粉和富钛料，能耗低、成本小。

本实用新型的目的之一是提供一种处理钛精矿的系统，包括：转底炉和磨矿磁选设备；

所述转底炉包括入料口、出料口和挡墙，

所述挡墙位于所述转底炉的炉体内，将所述炉体内的环形空间分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，所述转底炉入料口位于所述氧化焙烧区，所述转底炉出料口位于所述还原焙烧区；

所述磨矿磁选设备包括入料口和出料口；

所述转底炉出料口连接所述磨矿磁选设备入料口。

转底炉炉内的空间被挡墙分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区。转底炉炉底的旋转带动物料运动。物料由转底炉入料口进入氧化焙烧区，经氧化焙烧后进入还原焙烧区，还原焙烧后的物料经转底炉出料口排出转底炉。经转底炉处理的物料进入磨矿磁选设备，经处理后获得产品。

本实用新型中，所述系统进一步包括细磨机、造球机、干燥装置，

所述细磨机包括出料口；

所述造球机包括入料口和出料口；

所述干燥装置包括入料口和出料口；

所述细磨机出料口连接所述造球机入料口，所述造球机出料口连接所述干燥装置入料口，所述干燥装置出料口连接所述转底炉入料口。

细磨机用于将钛精矿细磨至后续处理所需的粒度。造球机用于将混匀的钛精矿颗粒造球。干燥装置用于球团的干燥，为后续焙烧做准备。

本实用新型中，所述转底炉进一步包括还原混合剂入口，所述还原混合剂入口位于所述还原焙烧区远离转底炉出料口端的炉顶。还原混合剂入口位于炉顶，便于还原混合剂进入转底炉。还原混合剂入口设置在还原焙烧区远离转底炉出料口端，使得干球团进入还原被烧区时就可与还原混合剂接触。

具体的，所述挡墙的数量为两个，所述两个挡墙之间环形空间的弧度为150°～180°构成所述氧化焙烧区，所述挡墙底部与所述转底炉的炉底上表面的距离为10～20cm。挡墙底部到转底炉的炉底上表面的距离既要保证物料的顺利通过，又要保证氧化焙烧区气氛和还原焙烧区气氛不互相干扰。

进一步的，所述转底炉入料口与所述转底炉出料口之间扇形区域的弧度为10°～20°。

本实用新型的另一目的是提供一种利用上述系统处理钛精矿的方法，包括如下步骤：

A、将钛精矿细磨造球，干燥后获得干球团；

B、将所述干球团送入所述转底炉，先进行氧化焙烧，后进行还原焙烧，获得金属化球团，还原混合剂由所述还原混合剂入口进入转底炉，在所述干球团进入所述还原焙烧区时将所述干球团均匀覆盖一层还原混合剂；

C、将所述金属化球团破碎、磨矿、磁选分离，获得铁精粉和富钛料。

本实用新型中，所述氧化焙烧区温度为800～1000℃，所述还原焙烧区温度为1100～1300℃，所述转底炉的炉底旋转一周时间为2～5h。

具体的，步骤A中将所述钛精矿细磨至粒度≤200目的钛精矿占的质量百分比在80％以上，所述干球团粒径为10～20mm。

作为优选的实施方案，所述还原混合剂包含碳酸钠和还原剂，所述碳酸钠：还原剂的质量比＝1:4～10。

具体的，所述还原剂中碳的质量成分不低于80％，所述还原剂粒度为2～5mm；所述碳酸钠粒度为0.5～2.5mm。

氧化焙烧是在氧化气氛中进行的，通过氧化焙烧使矿石中的某些成分发生氧化反应。氧化过程也是难选及复合氧化物充分分解及发生晶型转变过程，晶型转变时膨胀系数的变化使矿石爆裂粉化，从而改善了矿石的还原性能。钛精矿经氧化焙烧后还原，铁的氧化物被还原成金属铁而钛的氧化物不被还原，通过磨矿磁选将金属铁分离，所得尾矿为富钛料，碳酸钠的加入为了增强铁氧化物的还原。

本实用新型的有益效果是：将转底炉分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，实现了物料的氧化焙烧与还原焙烧一体完成；物料经氧化焙烧区氧化后还原，还原效果好；还原焙烧区充分利用氧化焙烧区干球团的显热，能耗小、成本低；充分利用钛精矿，获得铁精粉与富钛料，全程无二次固体废弃物。

附图说明

图1是本实用新型的处理钛精矿的系统示意图；

图2是本实用新型的转底炉还原剂入口的局部示意图；

图3是本实用新型系统处理钛精矿的方法流程示意图。

图中:

1-细磨机；2-造球机；3-干燥装置；4-转底炉；

401-转底炉入料口；402-转底炉出料口；403-挡墙；404-氧化焙烧区；405-还原焙烧区；406-还原混合剂入口；

5-磨矿磁选设备。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种处理钛精矿的系统，包括：细磨机1、造球机2、干燥装置3、转底炉4和磨矿磁选设备5。

细磨机1包括入料口和出料口。细磨机1用于将钛精矿细磨至后续处理所需的粒度。

造球机2包括入料口和出料口。造球机2用于将钛精矿颗粒造球。球状的物料更利于在转底炉中均匀受热。合适的球团粒度使球团传热良好，达到良好的还原效果。

干燥装置3包括入料口和出料口。干燥装置3用于球团的干燥，为后续焙烧做准备。

转底炉4用于干球团的氧化焙烧和还原焙烧。

如图1和图2所示，转底炉4包括入料口401、出料口402、挡墙403和还原剂混合入口406。挡墙403位于转底炉的炉体内，将炉体内的环形空间分隔为氧化焙烧区404和还原焙烧区405。转底炉入料口401位于氧化焙烧区404，转底炉出料口402位于还原焙烧区405，还原混合剂入口406位于还原焙烧区405。

图1和图2中的虚线箭头表示转底炉中物料的运动方向。转底炉4炉底的旋转带动物料运动。物料由转底炉入料口401进入氧化焙烧区404，经氧化焙烧后进入还原焙烧区405，还原焙烧后的物料经转底炉出料口402排出转底炉。经转底炉4处理的物料进入磨矿磁选设备5，经处理后获得产品。

如图2所示，还原混合剂入口406位于炉顶，便于还原混合剂进入转底炉4。还原混合剂入口406设置在还原焙烧区405远离转底炉出料口端，与挡墙403有一定距离，使得干球团进入还原被烧区405时就可与还原混合剂接触。

磨矿磁选设备5包括入料口和出料口。磨矿磁选设备5用于金属化球团的磨矿和磁选，获得产品。

细磨机1出料口连接造球机2入料口，造球机2出料口连接干燥装置3入料口，干燥装置3出料口连接转底炉4入料口。转底炉4出料口连接磨矿磁选设备5入料口。

具体的，挡墙403的数量为两个，两个挡墙之间环形空间的弧度为150°～180°构成所述氧化焙烧区404，挡墙403底部与转底炉的炉底上表面的距离为10～20cm。挡墙403底部到转底炉的炉底上表面的距离既要保证物料的顺利通过，又要保证氧化焙烧区气氛和还原焙烧区气氛不互相干扰。

进一步的，本实用新型实施例中转底炉入料口401与转底炉出料口402之间扇形区域的弧度为10°～20°。

本实用新型实施例中，氧化焙烧是在氧化气氛中进行的，通过氧化焙烧使矿石中的某些成分发生氧化反应。氧化过程也是难选及复合氧化物充分分解及发生晶型转变过程，晶型转变时膨胀系数的变化使铁矿石爆裂粉化，从而改善了铁矿石的还原性能。钛精矿经氧化焙烧后还原，铁的氧化物被还原成金属铁而钛的氧化物不被还原，通过磨矿磁选将金属铁分离，所得尾矿为富钛料。

另一方面，如图3所示，本实用新型实施例提供一种利用上述系统处理钛精矿的方法，包括如下步骤：

A、将钛精矿细磨造球，干燥后获得干球团；

B、将所述干球团送入所述转底炉，先进行氧化焙烧，后进行还原焙烧，获得金属化球团，还原混合剂由所述还原混合剂入口进入转底炉，在所述干球团进入所述还原焙烧区时将所述干球团均匀覆盖一层还原混合剂；

C、将所述金属化球团破碎、磨矿、磁选分离，获得铁精粉和富钛料。

本实用新型实施例中，所述氧化焙烧区温度为800～1000℃，物料氧化焙烧时鼓入氧气，氧气体积为燃料体积的10～15％，还原焙烧区温度为1100～1300℃，转底炉的炉底旋转一周时间为2～5h。

具体的，步骤A中将钛精矿细磨至粒度≤200目的钛精矿占的质量百分比在80％以上，干球团粒径为10～20mm。

作为优选的实施方案，还原混合剂包含碳酸钠和还原剂，碳酸钠：还原剂的质量比＝1:4～10。碳酸钠的加入为了增强铁氧化物的还原。

具体的，还原剂中碳的质量成分不低于80％，还原剂粒度为2～5mm；碳酸钠粒度为0.5～2.5mm。

本实用新型的实施例提供的系统和方法，挡墙将转底炉分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，物料的氧化焙烧与还原焙烧实现了一体完成；物料经氧化焙烧区氧化后更有利于还原；还原焙烧区充分利用氧化焙烧区干球团的显热，能耗小、成本低；获得铁精粉与富钛料的全程无二次固体废弃物。

实施例1

将某钛精矿磨至粒度≤200目的质量占比为82.31％，造球(球团粒径15mm)，干燥后从转底炉入料口进入，转底炉氧化焙烧区弧度为150°，温度控制820℃，鼓入燃料体积的10％的氧气，还原焙烧区温度控制1230℃，炉底旋转一周时间为2.5h，氧化焙烧后的干球团进入还原焙烧区时，还原混合剂(碳酸钠：还原煤的质量比＝1:5，其中还原煤中C的质量成分：82.03％，粒度2～4mm，碳酸钠粒度1～2mm)从还原混合剂入料口进入，铺满干球团，铺满还原混合剂的干球团在还原焙烧区被还原成金属化球团从转底炉出料口排出，金属化球团破碎、细磨、磁选获得铁精粉和富钛料。

实施例2

将某钛精矿磨至粒度≤200目的质量占比为83.55％，造球(球团粒径10mm)，干燥后从转底炉入料口进入，转底炉氧化焙烧区弧度为160°，温度控制900℃，还原焙烧区温度控制1150℃，炉底旋转一周时间为4h，氧化焙烧后的干球团进入还原焙烧区时，还原混合剂(碳酸钠：还原煤＝1:6，其中还原煤中C的质量成分：80.26％，粒度2～3mm，碳酸钠粒度0.5～1.5mm)从还原混合剂入料口进入，铺满干球团，铺满还原混合剂的干球团在还原焙烧区被还原成金属化球团从转底炉出料口排出，金属化球团破碎、细磨、磁选获得铁精粉和富钛料。

实施例3

将某钛精矿磨至粒度≤200目的质量占比为81.25％，造球(球团粒径20mm)，干燥后从转底炉入料口进入，转底炉氧化焙烧区弧度为170°，温度控制为950℃，还原焙烧区温度控制为1250℃，炉底旋转一周时间为3h，氧化焙烧后的干球团进入还原焙烧区时，还原混合剂(碳酸钠：兰炭＝1:9，其中兰炭中C的质量成分：85.23％，粒度3～5mm，碳酸钠粒度1～2mm)从还原混合剂入料口进入，铺满干球团，铺满还原混合剂的干球团在还原焙烧区被还原成金属化球团从转底炉出料口排出，金属化球团破碎、细磨、磁选获得铁精粉和富钛料。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (5)

1.一种处理钛精矿的系统，包括：转底炉和磨矿磁选设备，

所述转底炉包括入料口、出料口和挡墙，

所述挡墙位于所述转底炉的炉体内，将所述炉体内的环形空间分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，所述转底炉入料口位于所述氧化焙烧区，所述转底炉出料口位于所述还原焙烧区；

所述磨矿磁选设备包括入料口和出料口；

所述转底炉出料口连接所述磨矿磁选设备入料口。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括细磨机、造球机、干燥装置，

所述细磨机包括出料口；

所述造球机包括入料口和出料口；

所述干燥装置包括入料口和出料口；

所述细磨机出料口连接所述造球机入料口，所述造球机出料口连接所述干燥装置入料口，所述干燥装置出料口连接所述转底炉入料口。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转底炉进一步包括还原混合剂入口，所述还原混合剂入口位于所述还原焙烧区远离转底炉出料口端的炉顶。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挡墙的数量为两个，所述两个挡墙之间环形空间的弧度为150°～180°构成所述氧化焙烧区，所述挡墙底部与所述转底炉的炉底上表面的距离为10～20cm。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转底炉入料口与所述转底炉出料口之间扇形区域的弧度为10°～20°。