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Series No. 312 June 2002 金 属 矿 山 METAL MINE 总第312期 2002年第6期 范晓慧,中南大学矿物工程系,副教授,博士,410083湖南省长沙市 岳麓山。 攀钢钛精矿制取富钛料新工艺的研究 范晓慧 邱冠周 姜 涛 郭宇峰 朱德庆 黄柱成 杨永斌 徐经沧 中南大学 摘 要 针对攀钢钛精矿应用预热球团技术和回转窑直接还原技术,借助于添加剂的催化作用,使钛精矿中 铁氧化物充分还原并促使铁晶粒长大,实现了Fe/ Ti在选矿过程中高效分离,成功地开发了钛精矿制取富钛料的 新工艺。扩大试验结果表明,在添加剂KS用量5 、 粘结剂用量1 情况下,球团经700℃ 预热15 min后,在迥转 窑中还原。其适应工艺参数为高温还原温度1 100℃,高温还原时间 ≥210 min ,C/ Fe为212左右,填充率20 左 右,所得钛精矿金属化球团的金属化率 92 ,经破碎、 磨矿、 磁选,得到磁性产品TFe 81 ,回收率 86 ,富钛 料TiO2 74 ,回收率 90 。 关键词 钛精矿 富钛料 迥转窑直接还原技术 Study on the New Technology of Making Titanium2rich Materials from Panzhihua Steel’s Titanomagnetite Concentrate Fan Xiaohui Qiu Guanzhou Jiang T ao Guo Y efeng Zhu Deqing Huang Zhuchen Y ang Y ongbing XuJingcang Central South University Abstract By applying the technologies of preheat agglomeration and direct reduction by rotary kiln and with the help of additive’s catalytical function ,iron oxides in the titanium concentrate were fully reduced and the growth of iron o2 rystals was promoted so as to realize the efficient separation of Fe/ Ti in mineral processing. A new technology of making titanium2rich materials from titanomagnetite concentrate has thus been successfully developed. Enlarged tests have shown that the pellet reduction is effected in the rotary kiln at a KS additive dosage of 5 and binder of 1 and after 15 min2 utes’preheatment at a temperature of 700℃. The appropriate technological parameters include high reduction temperature of 1100℃,high2temperature reduction time of≥210min ,C/ Fe ratio of about 2. 2 and refilling rate of about 20 . From the metallized titanium magnetite pellet that has a metallization rate of over 92 and after their crushing ,grinding and magnetic separation ,a magnetic product with TFe over 81 and recovery over 86 and a titanium2rich material with TiO2over 74 and recovery over 90 can be obtained. Keywords Titanium magnetite concentrate ,Titanium2rich material ,Rotary kiln ,Direct reduction technology 我国攀西地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿资 源,据 统 计,其 中 共 生 的 钛 占 全 国 钛 储 量 的 90154 ,占世界钛储量的35117 。目前,攀钢已 建成我国最大的钛铁矿生产基地,综合利用这一宝 贵资源对实现我国西部经济大开发具有重要的战略 意义。 钛铁矿是生产金属钛和钛白的重要原料。但 是,因其品位低,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,因而常常将其预 先富集成高品位的富钛料。已经研究和提出的钛铁 矿富集方法很多,其中应用最广、 形成较大工业生产 规模的是电炉法冶炼。目前国外电炉法大多采用密 闭电炉,而我国则沿用敝口电炉,由于技术装备水平 落后,炉况不稳,生产成本高,而且电力资源又有一 定限制,电炉法一直处于停滞状态。因此研究开发 具有中国特色的钛精矿制取富钛料新工艺,对促进 我国钛工业的发展将有着重要的现实意义。 中南大学近年来进行了这方面的研究,成功地 开发钛精矿直接还原法制取富钛料新工艺。该工艺 采用回转窑直接还原技术,借助于添加剂的催化作 用,使钛精矿中铁氧化物充分还原并能使铁晶粒长 大到可以机械分选的必要粒度,其特点是以劣质煤 02 转载 为能源,电耗少、 成本低、 投资少,设备均为常规设 备,不需引进,易于掌握,从而为攀西钛精矿的综合 利用开辟了一条新的可行途径。 在实验室小型试验中,得到适宜的工艺条件为 添加剂KS用量5 ,球团预热温度700℃,预热时 间15 min ,还原温度为1 100℃,还原时间 ≥210 min。在 此 条 件 下,得 到 富 钛 料TiO2品 位 为 74168 ,回收率为90132 的好指标。为了验证小 试结果,优化钛精矿球团的制备、 直接还原的工艺操 作制度和磨选工艺参数,以生产质量合格的金属化 球团和高品位富钛料,并为中试厂的设计和生产提 供可靠的科学依据和必要的工艺参数,进行了扩大 试验。介绍了回转窑 “火力模型” 直接还原扩大试 验。 1 原料性能 1钛精矿。浮选钛精矿的化学成分见表1 ,粒 度组成见表2。 表1 钛精矿的主要化学成份 ω/ 成份TFeTiO2SiO2Al2O3CaOMg V2O5MnOSP 含量31. 6047. 76 1. 45 1. 33 0. 68 5. 60 0. 067 0. 63 0. 22 0. 005 表2 钛精矿的粒度组成 粒度/ mm 0. 076- 0. 076 0. 045- 0. 045 含量/ 0. 529. 3570. 15 2还原煤。河南义马煤经破碎后筛分出5～ 25 mm粒级部分作为回转窑 “火力模型” 扩大试验 用煤。义马煤的主要物化特征见表3。 表3 还原煤的主要物化特征 工业分析/ 灰渣熔点/℃ WAVCDTSTFT 10. 7211. 330. 4846. 971 1601 2001 300 反应性α/ 750℃800℃900℃950℃1 000℃1 050℃1 100℃ 4. 074. 6522. 1140. 9264. 383. 2593. 11 由表3可见,该还原煤具有挥发分高、 灰熔点高 和反应性好等特点,是一种良好的还原剂。 3粘结剂。试验用粘结剂是中南大学的专利 产品 “复合粘结剂”,由长沙直接还原工程中心宜章 粘结剂厂生产,为水溶性固体粉状物料, - 0. 15 mm 占100 ,其主要成分见表4。 表4 复合粘结剂的主要成份 ω / 成分 粘结 成分 其 它 成 份 SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3PSC固 含量42. 60 14. 196. 154. 760. 204. 020. 040. 0328. 16 4添加剂。试验所用添加剂KS是一种无机 化合物,它不含S、P等有害杂质,在钛精矿球团还 原过程中能促进铁氧化物的还原及铁晶粒的长大, 试验时需将添加剂磨细至- 0. 15 mm以下。 2 研究方法 扩大试验工艺流程如图1所示。工艺过程主要 包括预热球团制备、 预热球团直接还原和金属化球 团的磨碎及磁选分离。 图1 扩大试验工艺流程 1预热球团制备。混合料经过配料、 混匀,经 90 ,磁性物TFe 81 , 回收率 86 ,可供炼钢及粉末冶金用。 收稿日期20022012 15 22 总第312期 金 属 矿 山 2002年第6期 中国科技论文在线
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