RU2669675C1 - Способ восстановления ильменитовых концентратов - Google Patents
Способ восстановления ильменитовых концентратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669675C1 RU2669675C1 RU2017125661A RU2017125661A RU2669675C1 RU 2669675 C1 RU2669675 C1 RU 2669675C1 RU 2017125661 A RU2017125661 A RU 2017125661A RU 2017125661 A RU2017125661 A RU 2017125661A RU 2669675 C1 RU2669675 C1 RU 2669675C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ilmenite
- concentrate
- iron
- coke
- briquettes
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 134
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 114
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 177
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 108
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 71
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N iron titanium Chemical compound [Ti].[Fe] IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe].[Fe] YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу переработки ильменитовых концентратов для производства титановых шлаков, являющихся сырьем для получения диоксида титана и металлического титана. Способ переработки ильменитовых концентратов включает подготовку шихты, содержащей ильменитовый концентрат и кокс, изготовление брикетов с использованием связующего, их сушку, обжиг брикетов в печи и отделение частиц восстановленного железа от ильменитового концентрата. Используют шихту из ильменитового концентрата, кокса с добавкой хлорида натрия в соотношении 1:(0,08-0,10): (0,09-0,10), обжиг брикетов проводят в печи при температуре 1350-1450°С с последующей изотермической выдержкой брикетов в печи при температуре обжига. А отделение частиц восстановленного железа от ильменитового концентрата осуществляют путем воздействия на них механической вибрации с амплитудой не менее 1 мм, частотой не менее 3 Гц в течение не менее 5 минут. Изобретения обеспечивает снижение энергозатрат при сохранении высокой степени восстановления железа и возможности отделения частиц железа от ильменитового концентрата. 3 табл., 19 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу переработки ильменитовых концентратов для производства титановых шлаков, являющихся сырьем для получения диоксида титана и металлического титана.
Известен способ переработки ильменитового концентрата (патент РФ №2379356, МПК С21В 13/08), в котором ильменитовый концентрат предварительно обжигают в окислительной среде, загружают в трубчатую вращающуюся восстановительную печь нагретый огарок концентрата, углеродистый восстановитель, углеводородное топливо и подают воздух на его сжигание. Осуществляют нагрев в печи огарка концентрата и восстановителя до температуры восстановления оксидов железа до металлического состояния и восстановление с последующим охлаждением восстановленного концентрата. В качестве углеводородного топлива в головную часть печи на слой смеси огарка концентрата и восстановителя подают жидкое углеводородное топливо в количестве 1-9% от массы огарка ильменитового концентрата. Ведут восстановление огарка в газовой фазе при коэффициенте избытка воздуха в печи 0.8-0.95.
Недостатками способа являются высокие пожаро- и взрывоопасность, обусловленные контактом топлива с расплавом огарка концентрата ильменита.
Известен способ получения высокотитанового ферросплава из ильменита (заявка на изобретение РФ №2002131955 от 28.11.2002, МПК7 С22С 33/04, С22С 14/00) путем электропечной восстановительной плавки ильменитового концентрата, включающий двухстадийную дуговую плавку, слив шлака и ферросплава, при этом на первой стадии приготовляют, загружают в печь и расплавляют рудную шихту, содержащую ильменитовый концентрат и известь, с образованием титансодержащего шлака, а на второй стадии приготовляют, загружают и плавят основную шихту, включающую кроме титансодержащего компонента восстановитель окислов титана и железа, например алюминий, с формированием расплава ферротитана, отличающийся тем, что перед загрузкой рудной шихты формируют в электропечи жидкую ванну путем загрузки в печь железного лома, расплавления его и удаления образовавшегося шлака с поверхности расплава, приготовляют рудную шихту перемешиванием ильменитового концентрата с измельченным восстановителем железа и известью, загружают рудную шихту на поверхность жидкой ванны с последующим ее расплавлением и восстановлением железа из окислов ильменита, а полученный шлак после первой стадии сливают в изложницу, при этом основную шихту приготовляют из смеси измельченных восстановителя титана и полученного на первой стадии титансодержащего шлака. Рудную шихту загружают на поверхность жидкой ванны периодически, порциями, причем очередную порцию вводят после расплавления предыдущей, в качестве восстановителя окислов железа ильменита применяется электродный бой, основная шихта кроме титансодержащего шлака и алюминия дополнительно содержит известь, рудную шихту перед загрузкой в печь подвергают окомкованию путем грануляции или брикетирования.
Недостатком способа является то, что он неприменим для получения титана, поскольку продукт восстановления загрязняется соединениями кальция и алюминия, недопустимыми в титановой губке, получаемой из ильменитового концентрата.
Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки ильменитовых концентратов для производства титановых шлаков (патент RU 2361940, МПК С22В 34/12, С22В 4/00), включающий подготовку шихты, состоящую из ильменитового концентрата и углеродистого восстановителя в соотношении 1:(0,09-0,15) соответственно, ее измельчение до размера частиц 40-73 микрона, смешивание со связующим с добавлением воды в количестве 6-7,3% от массы, изготовление окатышей и сушку их при температуре 200-400°С. Металлизацию окатышей производят в трубчатой печи при температуре 1100-1300°С. Горячие окатыши проплавляют в электропечи при температуре 1830-1870°С и выдерживают расплав в электропечи перед разливкой в течение 3-5% от общей продолжительности плавки. В качестве ильменитового концентрата используют железотитановые концентраты с низким содержанием примесей, содержащие 50-55%% TiO2, 32-36% FeO, 10-15% Fe2O3, до 0,5% Al2O3, до 0,8% SiO2, до 0,1% Cr2O3, до 0,6% MnO, до 0,05% P2O5, до 0,3% V2O5, до 0,1% СаО и до 0,7% MgO. В качестве углеродистого восстановителя используют металлургический кокс, пековый кокс, нефтяной кокс, каменный уголь с содержанием активного углерода не менее 80% и серы не более 1%.
Недостатком известного способа являются повышенные энергозатраты, связанные с необходимостью проведения процесса при высоких температурах 1830-1870°С.
Задачей предполагаемого изобретения является снижение энергозатрат за счет снижения температуры проведения процесса восстановления ильменитового концентрата при сохранении высокой степени восстановления железа и возможности отделения частиц железа от ильменитового концентрата.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе переработки ильменитовых концентратов, включающем подготовку шихты, состоящей из ильменитового концентрата и кокса, изготовление брикетов с использованием связующего, их сушку, обжиг брикетов в печи и отделение частиц восстановленного железа от ильменитового концентрата, подготовку шихты ведут с добавкой хлорида натрия в соотношении: ильменитовый концентрат: кокс: хлорид натрия 1:(0,08-0,10):(0,09-0,10), обжиг брикетов проводят в печи в твердофазном состоянии при температурах 1350-1450°С с последующей изотермической выдержкой брикетов в печи при температуре обжига и воздействии на них механической вибрации. Причем, для отделения частиц восстановленного железа от ильменитового концентрата механическую вибрацию при изотермической выдержке проводят с амплитудой не менее 1 мм, частотой не менее 3 Гц в течение не менее 5 минут.
Подготовка шихты с добавкой хлорида натрия в соотношении: ильменитовый концентрат: кокс: хлорид натрия равном 1:(0,08-0,10):(0,09-0,10), обеспечивает высокую степень восстановления железа и слияние микрокапель железа в более крупные капли, которые впоследствии после охлаждения отделяются от частиц TiO2 ильменитового концентрата. При избыточном содержании в шихте кокса, т.е. при соотношении ильменитовый концентрат: кокс менее 1:0,10=10, происходит неполное использование кокса, что ведет к дополнительным затратам на процесс, а при меньшем содержании кокса, при соотношении ильменитовый концентрат: кокс более 1:0,08=12,5 наблюдается снижение степени восстановления железа, что ухудшает технологические показатели процесса. При меньшем содержании в шихте хлорида натрия наблюдается ухудшение процесса слияния микрокапель железа, в результате чего после охлаждения формируются маленькие частицы железа (с размером менее 8-10 мкм), которые трудно отделить от частиц TiO2 ильменитового концентрата. При избыточном содержании в шихте хлорида натрия (соотношение концентрат: хлорид натрия меньше 1:0,1=10) ухудшается процесс переработки ильменитового концентрата, в результате чего снижается степень восстановления железа.
Проведение обжига брикетов шихты в печи в твердофазном состоянии при температурах 1350-1450°С способствует повышению степени восстановления железа и формированию крупных капель железа, отделяемых после охлаждения от частиц TiO2 ильменитового концентрата. При температуре ниже 1350°С происходит снижение степени восстановления железа и образование мелких капель расплава железа, а при охлаждении - мелких частиц железа, трудно отделяемых от частиц TiO2 ильменитового концентрата, а при температуре выше 1450°С не наблюдается роста степени восстановления железа, в то время как энергозатраты на поддержание высоких температур возрастают. При температуре 1650°С происходит сплавление частиц восстановленного железа с диоксидом титана, что затрудняет последующий процесс их разделения.
Последующая изотермическая выдержка брикетов восстановленного ильменитового концентрата в диапазоне температур обжига ильменитового концентрата 1350-1450°С при воздействии на них механической вибрации с амплитудой не менее 1 мм и частотой не менее 3 Гц в течение не менее 5 минут создает условия для слияния мелких капель расплава железа в крупные, которые после охлаждения лучше отделяются от частиц TiO2 ильменитового концентрата. При меньших значениях амплитуды, частоты и длительности механической вибрации наблюдается снижение эффекта слияния и укрупнения мелких капель расплава железа в крупные.
Примеры осуществления способа
Пример 1. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли следующим образом. Для переработки использовали Вольногорский ильменитовый концентрат со средним размером частиц 170 мкм, содержащий: Fe2Ti3O9 (минерал «псевдорутил») - 39,2%, Fe2O3 (минерал «гематит») - 19,0%, TiO2 (минерал «рутил») -20,8%, TiO2 (минерал «анатаз») - 7,1%, Fe+2TiO3 (минерал «ильменит») - 8,7%, SiO2 (минерал «кварц») - 5,3%. Для приготовления шихты в качестве восстановителя железа использовали кокс, полученный из антрацита со средним размером частиц 230 мкм (производитель ООО «Технопром», с массовой долей золы не более 7,0%).
Для проведения экспериментов были подготовлены рудно-угольные брикеты, состоящие из ильменитового концентрата, предварительно измельченного восстановителя железа (кокса) и добавки хлорида натрия, содержащего не менее 98% NaCl. Рудно-угольные брикеты диаметром 10 мм и высотой 7 мм формировали при помощи ручного гидравлического пресса. Массовое соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,10:0,09. Полученные брикеты сушили в сушильном шкафу в течение 20 минут при температуре 120°С.
Для проведения процесса переработки в инертной среде рудно-угольные брикеты загружали в керамический тигель, который помещали в предварительно разогретую продуваемую аргоном электропечь при температуре 1350°С с последующей изотермической выдержкой при температуре обжига в течение 30 мин. После этого содержимое тигля при указанной температуре подвергали механической вибрации с амплитудой 1 мм, частотой 3 Гц в течение 5 минут. Эффективность процесса переработки ильменитового концентрата оценивалась по степени восстановления железа. Для оценки степени восстановления и анализа протекающих процессов использовали: 1) рентгенофазовый анализ (с помощью рентгеновского дифрактометра Shimadzu XRD-7000Х, оснащенного программой для количественного фазового анализа); 2) энергодисперсионный анализ с помощью электронного сканирующего микроскопа «S-3400N» с приставкой для рентгеноспектрального анализа фирмы «Bruker».
Результаты переработки ильменитового концентрата приведены в таблице 1, из которой следует, что степень восстановления железа составила 93%, а средний размер частиц восстановленного железа - 100-120 мкм, что создает благоприятные условия для отделения частиц железа от диоксида титана. Таким образом была решена поставленная задача снижения энергозатрат за счет твердофазного восстановления ильменитового концентрата и уменьшения температуры процесса с 1830-1870°С до 1350°С.
Пример 2. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что длительность процесса восстановления ильменита в печи (изотермическая выдержка) составила 15 минут. Результаты переработки ильменитового концентрата приведены в таблице 1, из которой следует, что даже при сокращенной длительности процесса (с 30 до 15 минут) степень восстановления железа составила 92%, а средний размер частиц восстановленного железа - 100-110 мкм, что создает благоприятные условия для отделения частиц железа от диоксида титана. Тем самым была решена поставленная задача снижения энергозатрат за счет твердофазного восстановления ильменитового концентрата и уменьшения температуры процесса с 1830-1870°С до 1350°С.
Пример 3. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 2 с тем отличием, что температуру в печи в процессе восстановления поддерживали 1450°С. Результаты переработки ильменитового концентрата приведены в таблице 1, из анализа данных которой следует, что степень восстановления железа составила 95%, а средний размер частиц восстановленного железа - 100-120 мкм, что создает благоприятные условия для отделения частиц железа от диоксида титана. Тем самым решается поставленная задача снижения энергозатрат за счет твердофазного восстановления ильменитового концентрата и уменьшения температуры процесса с 1830-1870°С до 1450°С при сохранении высокой степени восстановления железа (не менее 92%) и возможности отделения частиц железа от ильменитового концентрата (за счет укрупнения частиц железа не менее 90 мкм).
Пример 4. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 2 с тем отличием, что температуру процесса восстановления поддерживали 1200°С, а после выдержки брикетов в печи их не подвергали механической вибрации. Результаты переработки ильменитового концентрата приведены в таблице 1, из анализа данных которой следует, что степень восстановления железа уменьшилась по сравнению с примером 3 до 84,3%, а средний размер частиц восстановленного железа - снизился до 5 мкм, что препятствует отделению частиц железа от диоксида титана и решению поставленной задачи.
Пример 5. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 2 с тем отличием, что температуру процесса восстановления поддерживали 1100°С, а после выдержки брикетов в печи их не подвергали механической вибрации. Результаты переработки ильменитового концентрата приведены в таблице 1, из анализа данных которой следует, что степень восстановления железа уменьшилась по сравнению с примером 3 до 72,7%%, а средний размер частиц восстановленного железа - снизился до 2 мкм, что препятствует отделению частиц железа от диоксида титана и решению поставленной задачи.
Пример 6. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 2 с тем отличием, что температуру процесса восстановления поддерживали 1650°С, а после выдержки брикетов в печи их не подвергали механической вибрации. Результаты переработки ильменитового концентрата приведены в таблице 1, из анализа данных которой следует, что степень восстановления железа составила 95%, а частицы восстановленного железа сплавляются с диоксидом титана ильменитового концентрата, что делает невозможным отделение частиц железа от диоксида титана и решение поставленной задачи.
Примечание: Степень восстановления железа находят по формуле Х=(Fеметал/Fеобщ)⋅100%.
Из данных таблицы 1 видно, что при температурах процесса не менее 1350°С (см. примеры 1, 2, 3) восстановление железа в ильменитовом концентрате протекает на 92-95%, а частицы восстановленного железа имеют наибольший размер. При снижении температуры процесса до 1100-1200°С происходит уменьшение степени восстановления железа и значительное снижение размеров частиц восстановленного железа (см. примеры 4 и 6). Повышение температуры процесса до 1650°С сопровождается сплавлением частиц шихты, что делает невозможным отделение восстановленных частиц железа от частиц диоксида титана, содержащихся в ильмените. Использование механической вибрации способствует укрупнению частиц восстановленного железа.
Влияние соотношения компонентов в шихте (концентрат: кокс: NaCl) на степень восстановления и размер частиц восстановленного железа ильменитового концентрата отражено в примерах №7-13 (см. таблицу 2).
Пример 7. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,10:0,10. При этом получены степень восстановления железа 93% и укрупненные частицы 100-120 мкм восстановленного железа, что указывает на решение поставленной задачи.
Пример 8. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 при соотношении ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,09. При этом получены степень восстановления железа 93% и укрупненные частицы 90-110 мкм восстановленного железа, что указывает на решение поставленной задачи.
Пример 9. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,05:0,09 (при недостатке кокса). При этом получены степень восстановления железа 71% и мелкие частицы 15 мкм восстановленного железа, что указывает на недостижение поставленной задачи.
Пример 10. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,12:0,10 (при избытке кокса). При этом получены степень восстановления железа 93% и укрупненные частицы 100-120 мкм восстановленного железа, что указывает на решение поставленной задачи.
Пример 11. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,10:0,03 (при недостатке хлорида натрия). При этом степень восстановления железа составила 96%, но при этом получены мелкие частицы 10 мкм восстановленного железа, что создает препятствие для отделения частиц железа от ильменитового концентрата и указывает на недостижение поставленной задачи.
Пример 12. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,10:0 (без ввода хлорида натрия). При этом степень восстановления железа составила 98%, но при этом получены мелкие частицы 8 мкм восстановленного железа, что создает препятствие для отделения частиц железа от ильменитового концентрата и указывает на недостижение поставленной задачи.
Пример 13. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,10:0,15 (при избытке хлорида натрия). При этом получены степень восстановления железа 89%, что указывает на недостижение поставленной задачи.
Из анализа данных таблицы 2 следует, что при переработке ильменитового концентрата при соотношении компонентов в шихте (концентрат: кокс: NaCl) = 1:0,10:0,10 (см. пример 7) достигается 93%-ная степень восстановления железа и высокий размер частиц железа (120 мкм). При снижении в шихте содержания кокса до соотношения концентрат: кокс: = 1:0,05 степень восстановления железа уменьшается до 71% (см. пример 9), а при увеличении в шихте содержания кокса до соотношения концентрат: кокс: = 1:0,12 степень восстановления железа составляет 93% (см. пример 10). При этом содержание хлорида натрия в шихте оказывает существенное влияние на размер частиц восстановленного железа. При отсутствии в шихте NaCl или низком содержании NaCl в шихте (соотношение компонентов в шихте (концентрат: кокс: NaCl) = 1:0,10: -0,03) наблюдается уменьшение размеров частиц железа до 8-10 мкм (см. примеры 11-12). Оптимальным соотношением ильменитового концентрата и хлорида натрия является соотношение 1:(0,9-0,10). Повышение содержания хлорида натрия в шихте до соотношения концентрат: NaCl=1:0,15 не приводит к увеличению размеров частиц железа, но снижает степень восстановления железа до 89% (см. пример 13).
Влияние условий механической вибрации на размер частиц восстановленного железа ильменитового концентрата отражено в примерах №14-19 (см. таблицу 3).
Пример 14. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10. Размер частиц восстановленного железа составил 120 мкм, степень восстановления железа ильменитового концентрата - 93,1%, что отвечает поставленной задаче.
Пример 15. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10, а амплитуда механических колебаний была повышена с 1 мм до 1,5 мм. Размер частиц восстановленного железа составил 125 мкм, степень восстановления железа ильменитового концентрата - 93,1%, что отвечает поставленной задаче.
Пример 16. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10, а амплитуда механических колебаний была снижена с 1 мм до 0,5 мм. Размер частиц восстановленного железа составил 87 мкм, степень восстановления железа ильменитового концентрата - 92,8%, что не отвечает поставленной задаче.
Пример 17. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10, а частоту механических колебаний снизили с 3 до 1,5 Гц. Размер частиц восстановленного железа составил 90 мкм, степень восстановления железа ильменитового концентрата - 93,1%, что отвечает поставленной задаче.
Пример 18. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10, а длительность виброобработки составила 8 минут. Размер частиц восстановленного железа составил 125 мкм, степень восстановления железа ильменитового концентрата - 93,3%, что отвечает поставленной задаче.
Пример 19. Способ переработки ильменитовых концентратов осуществляли по примеру 1 с тем отличием, что соотношение ильменитового концентрата к коксу и к хлориду натрия в брикетах составило - концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10, а механическую виброобработку брикетов не использовали. Размер частиц восстановленного железа составил 70 мкм, степень восстановления железа ильменитового концентрата - 93,0%, что не отвечает поставленной задаче.
Из анализа данных таблицы 3 следует, что при переработке ильменитового концентрата при соотношении компонентов в шихте (концентрат: кокс: NaCl=1:0,08:0,10), Т=1350°С и длительности изотермической выдержки в печи продукта восстановления 30 мин с последующей механической вибрацией с амплитудой не менее 1 мм, частотой колебаний не менее 3 Гц в течение не менее 5 минут наблюдается получение более крупных частиц железа со средним размером 120-125 мкм (см. примеры №14, 15, 18) со степенью восстановления железа более 93%. Без использования механической вибрации (см. пример 19) средний размер частиц восстановленного железа составляет не более 70 мкм. Снижение амплитуды вибраций (пример 18) или длительности вибровоздействия (пример 17) приводит к снижению укрупнения частиц железа.
Таким образом, примеры №14, 15, 18 доказывают, что механическая вибрация с предложенным режимом вибрации, которой подвергают продукт восстановления ильменитовой руды после изотермической выдержки в печи шихты, содержащей кокс и расплав хлорида натрия, оказывает положительное влияние на процесс агломерации частиц железа, позволяя им укрупняться в 1,5-1,7 раза. Причиной этого является то, что в заявленном температурном диапазоне процесс переработки ильменитового концентрата протекает в расплаве хлорида натрия. Мелкие капли восстановленного железа, находясь в жидкой фазе солевого расплава, начинают сливаться друг с другом, образуя более крупные агломераты.
Предлагаемый способ переработки ильменитового концентрата позволяет снизить энергозатраты на проведение процесса переработки ильменитового концентрата и упростить технологию.
Claims (1)
- Способ переработки ильменитовых концентратов, включающий подготовку шихты, содержащей ильменитовый концентрат и кокс, изготовление брикетов с использованием связующего, их сушку, обжиг брикетов в печи и отделение частиц восстановленного железа от ильменитового концентрата, отличающийся тем, что используют шихту из ильменитового концентрата, кокса с добавкой хлорида натрия в соотношении 1:(0,08-0,10): (0,09-0,10), обжиг брикетов проводят в печи при температуре 1350-1450°С с последующей изотермической выдержкой брикетов в печи при температуре обжига, а отделение частиц восстановленного железа от ильменитового концентрата осуществляют путем воздействия на них механической вибрации с амплитудой не менее 1 мм, частотой не менее 3 Гц в течение не менее 5 минут.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125661A RU2669675C1 (ru) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Способ восстановления ильменитовых концентратов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125661A RU2669675C1 (ru) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Способ восстановления ильменитовых концентратов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669675C1 true RU2669675C1 (ru) | 2018-10-12 |
Family
ID=63862302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125661A RU2669675C1 (ru) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Способ восстановления ильменитовых концентратов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669675C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB754453A (en) * | 1953-02-09 | 1956-08-08 | Titan Co As | Process for production of metallic iron concentrates and titanium dioxide concentrates from ores containing ilmenite |
| US3252787A (en) * | 1963-06-11 | 1966-05-24 | Oceanic Process Corp | Process for producing titanium dioxide concentrate and other useful products from ilmenite and similar ores |
| RU2361940C2 (ru) * | 2006-03-23 | 2009-07-20 | ОАО ХК "Технохим-холдинг" | Способ переработки ильменитовых концентратов |
| RU2379356C2 (ru) * | 2008-02-26 | 2010-01-20 | Игорь Олегович Попов | Способ восстановления ильменитового концентрата |
| RU2399680C2 (ru) * | 2008-09-04 | 2010-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака |
-
2017
- 2017-07-17 RU RU2017125661A patent/RU2669675C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB754453A (en) * | 1953-02-09 | 1956-08-08 | Titan Co As | Process for production of metallic iron concentrates and titanium dioxide concentrates from ores containing ilmenite |
| US3252787A (en) * | 1963-06-11 | 1966-05-24 | Oceanic Process Corp | Process for producing titanium dioxide concentrate and other useful products from ilmenite and similar ores |
| RU2361940C2 (ru) * | 2006-03-23 | 2009-07-20 | ОАО ХК "Технохим-холдинг" | Способ переработки ильменитовых концентратов |
| RU2379356C2 (ru) * | 2008-02-26 | 2010-01-20 | Игорь Олегович Попов | Способ восстановления ильменитового концентрата |
| RU2399680C2 (ru) * | 2008-09-04 | 2010-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Doronin et al. | Commercial methods of recycling dust from steelmaking | |
| JP5975093B2 (ja) | ニッケル酸化鉱の製錬方法 | |
| CA2720896C (en) | Titanium oxide-containing agglomerate for producing granular metallic iron | |
| EP3252178B1 (en) | Method for smelting saprolite ore | |
| JP2016074945A (ja) | ニッケル酸化鉱の製錬方法 | |
| JP2010229525A (ja) | フェロニッケルおよびフェロバナジウムの製造方法 | |
| JP4603626B2 (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| JP2018519428A (ja) | 非鉄金属製造の際に生じる改質スラグ | |
| CN101341265A (zh) | 锌浸出残渣中有价金属的分离 | |
| CN105087864A (zh) | 一种用钒钛磁铁矿直接生产碳化钛的方法 | |
| RU2399680C2 (ru) | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака | |
| JP4540488B2 (ja) | フェロニッケルの脱硫方法 | |
| WO2011138954A1 (ja) | 金属鉄の製造方法 | |
| US8287837B2 (en) | Titanium-containing additive | |
| EP2099947A1 (de) | Titanhaltige formkörper | |
| RU2669675C1 (ru) | Способ восстановления ильменитовых концентратов | |
| US2811434A (en) | Process for treating ilmenite-containing materials to produce metallic iron concentrates and titanium dioxide concentrates | |
| JP5559871B2 (ja) | チタン鉱石選鉱用の耐火ライニング | |
| RU2657675C1 (ru) | Брикет для получения феррованадия | |
| JP5498919B2 (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| RU2677197C1 (ru) | Способ получения феррованадия | |
| Kumar et al. | Reduction behaviour of electric arc furnace dust (EAFD)-coal composite pellet in a muffle furnace | |
| RU2818710C1 (ru) | Способ получения графита при переработке труднообогатимой железосодержащей руды | |
| JP2011179090A (ja) | 粒鉄製造方法 | |
| JP7415369B2 (ja) | 酸化鉱石の製錬方法 |