[发明专利]一种强化含钛高炉渣还原碳化的方法

说明书

本发明公开了一种强化含钛高炉渣还原碳化的方法，包括：将熔融含钛高炉渣与添加剂一起加入电炉中；将电炉升温至预定温度后加入还原剂进行反应，反应结束后水淬得碳化渣。本发明通过添加剂铁矿物的加入，提供了TiC成长核心，促进了TiC结晶和聚集，改善了熔渣性质，强化了反应动力学，解决了当前含钛高炉渣还原碳化工艺周期长，电耗高，泡沫化严重等问题。工艺简单、方便，容易实现。

技术领域

本发明涉及含钛高炉渣处理技术领域，尤其涉及一种强化含钛高炉渣还原碳化的方法。

背景技术

攀枝花地区钛资源丰富，其储量占全国的90％以上，但总体利用率低，以原矿中钛含量为基准，目前的冶炼工艺钛元素回收率仅为25％，高炉冶炼后剩余含钛高炉渣中TiO₂含量在20％以上，自钒钛磁铁矿高炉炼铁实现工业化生产以来，已累计产生5000多万吨含钛高炉渣，并且仍以每年近400万吨的速度增加，每年损失TiO₂达100多万吨，造成巨大的资源浪费。对于含钛型高炉渣中钛资源的回收利用已进行过大量研究和尝试，大部分都因为能耗高、无法放大、二次污染等原因未能实现工业化。目前来看，在已经提出的含钛高炉渣提钛方法中，高温碳化-低温氯化制备TiCl₄工艺具有最明显的发展前景。

还原碳化是温碳化-低温氯化工艺的重要工序之一，在进一步工业放大后，将采用密闭电炉代替半密闭电炉，因此冶炼过程中必须严格控制泡沫渣高度以避免溢渣现象，同时冶炼周期越长则石墨电极消耗越大，因此必须强化冶炼反应动力学以缩短冶炼周期，降低成本。专利CN201810785034.4采用两步还原碳化方法，将还原与碳化过程分开进行，缩短还原周期，降低电耗和泡沫化程度，但对现有工艺的改动较大，操作难度增加。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种强化含钛高炉渣还原碳化的方法，以解决现有技术的溢渣及冶炼周期长的技术问题。

本发明实施例所公开的一种强化含钛高炉渣还原碳化的方法，包括：

(1)将熔融含钛高炉渣与添加剂一起加入电炉中；

(2)将电炉升温至预定温度后加入还原剂进行反应，反应结束后水淬得碳化渣。

进一步地，所述添加剂为铁矿物。

进一步地，所述铁矿物为三氧化二铁。

进一步地，所述铁矿物与所述熔融含钛高炉渣在电炉导入口处同时且等比例加入。

进一步地，所述熔融含钛高炉渣中，二氧化钛质量含量为15％-30％。

进一步地，以铁加量计，所述铁矿物加入量为高炉渣质量的1％-10％。

进一步地，所述熔融含钛高炉渣与所述还原剂的加入质量比为100：(10-15)。

进一步地，所述预定温度为1400-1600℃。

进一步地，所述还原剂为碳质还原剂，并且，所述碳质还原剂中的碳含量不小于70％，灰分不超过10％。

进一步地，所述反应结束的判断标准为碳化钛转化率达到80％-90％。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明提供的强化含钛高炉渣还原碳化的方法，通过向含钛高炉渣中加入添加剂铁矿物的方式，还原剂与铁先生成液相Fe₃C，作为TiC生长核心，促进TiC结晶的形成和晶粒的长大，加快反应速率，强化反应动力学。此外，还原反应过程中的泡沫化程度与体系的粘度密切相关，当体系粘度增大后，反应产生的气泡来不及溢出时，便会快速聚集、长大，产生严重的泡沫化现象，铁矿物的加入，便可有效降低体系粘度，减弱泡沫化程度。