一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法技术

本发明专利技术涉及一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法，其包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法
。

技术介绍

[0002]攀西地区钒钛磁铁矿资源储量丰富，其钛储量占全国钛资源储量的
90
％以上
。
但该矿为典型的铁
、
钒
、
钛多金属共伴生矿产资源，在开发利用铁的同时，一半的钛资源会伴随铁精矿经高炉或非高炉炼铁后富集到炉渣中
(
其
TiO2含量高达
15
～
45wt
％
)。
该含钛炉渣的堆存不仅会带来环保问题，还会造成资源的极大浪费
(
目前，攀西钛资源利用率仅为
28
％
)。
[0003]通过高温下碳热还原可将此类含钛炉渣中的
TiO2转化为
TiC
，再进一步低温氯化制备成四氯化钛产品，从而实现该种炉渣中钛资源的回收利用，这也是目前唯一实现产业化应用的提钛技术路线
。
[0004]由于炼铁过程中渣铁不能完全分离，该种含钛炉渣常常夹杂1％～8％的铁，在进一步的碳热还原和低温氯化提钛工艺中，该部分
Fe
会与氯气反应生成氯化铁，氯化铁进入四氯化钛不但会影响产品品质，还会造成氯化系统堵塞，影响工艺的稳定运行，因此有必要在氯化前将该种炉渣中的铁含量控制在较低水平
。
[0005]工业上，在含钛炉渣碳热还原后采取磁选除铁工艺，但由于生成的碳化钛容易在金属铁表面聚集，对金属铁造成包裹，直接磁选除铁的效果并不理想
。
[0006]另一方面，由于攀西钒钛磁铁矿为共伴生矿产资源，该种炉渣中还含有一定量的钒，经高温碳热还原和低温氯化后得到的粗四氯化钛含钒量较高，必须通过精制工艺将钒除去，否则会对后续海绵钛和氯化钛白生产造成影响
。
四氯化钛精制除钒后，钒被富集在精制尾渣中
。
该种含钒尾渣中钒含量约
10
～
20
％
、
钛含量约
12
～
25
％，其堆存不但会造成环境污染，同时造成了钒
、
钛资源的浪费
。
[0007]基于此，现有技术仍然有待改进
。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提出通过将上述含钛炉渣
、
含钒尾渣在高温下碳热还原，一方面将两种炉渣中的钛转化为可低温氯化的碳化钛，提取炉渣中的钛资源；另一方面，炉渣中的铁
、
钒结合生成钒铁合金，富集长大后更容易从碳化钛渣中分离出来
。
该方法既回收了炉渣中的钒
、
钛资源，又降低了炉渣中的铁含量，保证了整个工艺的产品品质和稳定顺行
。
[0009]具体地，根据本专利技术，提供一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法，其包括以下步骤：
a.
将含钛炉渣
、
含钒尾渣
、
碳质还原剂
、
氧化锰混合后直接或造球装入电炉中；
b.
送电升温至固体物料全部融化，在预定温度下还原熔炼预定时间；
c.
出渣，冷却，将冷却后的产品破碎至预定粒度；
d.
磁选，得到碳化钛渣和钒铁产品，其中碳化钛渣能够直接用于低温氯化工序进一步氯化制备四氯化钛，并且钒铁产品能够用作合金添加剂或催化剂
。
[0010]在本专利技术的实施例中，所述含钛炉渣为钒钛磁铁矿高炉或非高炉炼铁后得到的副产品，其主要成分包含：9～
25
％的
Ti
，1～
10
％的
Fe
，3～
12
％的
Mg
，2～
20
％的
Ca
，7～
14
％的
Si
，6～8％的
Al
，
0.1
～1％的
TV。
[0011]在本专利技术的实施例中，所述含钒尾渣为四氯化钛精制除钒后剩余的尾渣，其主要成分包含：
10
～
20
％的
TV
，
12
～
25
％的
Ti
，2～5％的
Cl
，4～7％的
Si
，1～6％的
Fe
，2～4％的
Al
，5～
10
％的
Ca
，1～3％的
Mg。
[0012]在本专利技术的实施例中，步骤
a
中，含钛炉渣
、
含钒尾渣
、
碳质还原剂
、
氧化锰的加入量按重量计为：
100
：5～
40
：
10
～
30
：
0.1
～
1.5。
[0013]在本专利技术的实施例中，步骤
a
中，所述碳质还原剂包括无烟煤
、
焦炭
、
石油焦或石墨中的至少一种，且所述碳质还原剂中的固定碳含量不小于
75
％，粒度不大于
3mm。
[0014]在本专利技术的实施例中，步骤
b
中，所述预定温度为
1550℃
～
1750℃
，所述预定时间为1～
6h
，还原温度为
1350℃
～
1800℃。
[0015]在本专利技术的实施例中，步骤
c
中，所述预定粒度为
80
目以下
。
[0016]在本专利技术的实施例中，步骤
c
中，所述预定粒度为
100
目～
240
目之间
。
[0017]在本专利技术的实施例中，步骤
d
中，磁选时，控制磁场强度为
500
～
3000Gs。
[0018]在本专利技术的实施例中，步骤
d
中，磁选时，控制磁场强度为
500Gs
～
1500Gs。
[0019]本专利技术提供一种将含钛炉渣及含钒尾渣中的钛转化为碳化钛的方法，转化后得到的碳化钛渣可作为四氯化钛的生产原料使用
。
另外，本专利技术通过引入含钒尾渣和氧化锰，让含钛炉渣中的铁与钒
、
锰元素结合生成钒铁合金，既回收了尾渣中的钒资源，又降低了碳化钛渣中的铁含量，保证了后续氯化工艺四氯化钛产品的品质和工艺的稳定顺行
。
附图说明
[0020]图1示出了本专利技术提供的一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法的流程示意图
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳化钛渣及钒铁合金生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.
将含钛炉渣
、
含钒尾渣
、
碳质还原剂
、
氧化锰混合后直接或造球装入电炉中；
b.
送电升温至固体物料全部融化，在预定温度下还原熔炼预定时间；
c.
出渣，冷却，将冷却后的产品破碎至预定粒度；
d.
磁选，得到碳化钛渣和钒铁产品，其中碳化钛渣能够直接用于低温氯化工序进一步氯化制备四氯化钛，并且钒铁产品能够用作合金添加剂或催化剂
。2.
根据权利要求1所述的碳化钛渣及钒铁合金生产方法，其特征在于，所述含钛炉渣为钒钛磁铁矿高炉或非高炉炼铁后得到的副产品，其主要成分包含：9～
25
％的
Ti
，1～
10
％的
Fe
，3～
12
％的
Mg
，2～
20
％的
Ca
，7～
14
％的
Si
，6～8％的
Al
，
0.1
～1％的
TV。3.
根据权利要求1所述的碳化钛渣及钒铁合金生产方法，其特征在于，所述含钒尾渣为四氯化钛精制除钒后剩余的尾渣，其主要成分包含：
10
～
20
％的
TV
，
12
～
25
％的
Ti
，2～5％的
Cl
，4～7％的
Si
，1～6％的
Fe
，2～4％的
Al
，5～
10
％的
Ca
，1～3％的
Mg。4.
根据权利要求1所述的碳化钛渣及钒铁合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵青娥，周丽，黄家旭，吕学明，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：