高钛渣生产工艺及设备
高钛渣生产工艺及设备
一、概述
高钛渣（High Titania Slag）是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物俗称，通过电炉加热熔化钛矿，使钛矿中二氧化钛和铁熔化分离后得到的二氧化钛高含量的富集物。高钛渣既不是废渣，也不是副产物，而是生产四氯化钛、钛白粉和海绵钛产品的优质原料。钛渣是由钛精矿（Ilmenite）冶炼而成。
二、状态颜色
一般状态粉状，黑色。粒度在40-200目（Mesh）
三、主要成份及质量标准
四、应用领域
1. TiO2含量大于90％的高钛渣可以作为氯化法钛白的生产原料
2. TiO2含量小于90％的高钛渣是硫酸法钛白生产的优质原料
地址：沈阳市和平区浑河民族开发区族兴路28号28,Zuxing Road,Hunhe Minzu Development Zone,Heping District,Shenyang, 邮政编码：110117 Post cord: 110117
五、生产工艺流程
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六、生产设备
由钛铁矿加工成高钛渣主要是采用电炉熔炼法生产，其主要设备为钛渣电炉，按炉型可分为圆形和矩形两种，有密闭、半密闭、敞口之分。整个生产工艺的主要设备有：配料设备、压球设备、干燥设备、布料设备、电炉设备、渣包、破碎机、筛分机、磁选机、运输设备等。
七、国内高钛渣技术发展概况
1、我国钛资源比较丰富，除少量钛铁砂矿外，主要以钛铁岩矿为主，国内钛铁岩矿的缺点是品位低，杂质含量高，不能直接满足氯化法钛白对原料的要求，仅适宜作硫酸法钛白的原料。由于硫酸法钛白生产过程中产生大量难以治理、污染环境的“三废”，近年来全球硫酸法钛白产能急剧萎缩。随着我国氯化法钛白以及海锦钛工业的快速发展，对高品位富钛料的需求日益增加。因此，寻求经济合理的钛原料处理方法，将我国丰富的钛铁矿资源加工成富钛料是我国钛白和钛材产业发展的当务之急。
2、国内钛渣技术发展现状
国内钛渣生产自50年代起，至今已有半个世纪，原主要生产厂家是遵义钛厂、阜新冶炼厂，厦门冶炼厂以及宣化冶炼厂等。近年来云南武定、禄丰、富民、楚雄以及攀枝花地区陆续建设了许多中小钛渣冶炼厂，其中多数钛渣厂的电炉由铁合金炉和电石炉改建而成。生产的钛渣主要用于海绵钛、钛白和电焊条生产。
我国钛渣整体生产技术落后，冶炼设备的特点是小型炉子多，大型炉子少，没有特大型炉子。炉型以敞口式电弧炉为主，渣和铁从同一出口排出，生铁不经处理即出售。原料选用钛精矿直接入炉冶炼，人工捣炉，间断加料，间断出炉，煤气点火排空。变压器功率介于400～7000kV A之间，目前只生产氯化钛渣，不生产酸溶性钛渣。国内钛渣冶炼工艺水平决定了钛渣生产规模小、效率低、能耗高、环境差、冶炼操作不稳定。
目前国内大多数钛渣生产厂仍然采用敞口式一次加料冶炼工艺。这种冶炼工艺存在着炉况不稳、翻渣结壳、经常塌料、电流波动大、劳动条件差、飞扬损失严重、收率低等缺点，与国外钛渣生产工艺相比，无论在规模、产量、质量方面都有很大差距。而且我国绝大多数厂没有综合利用半钢，原因是生产规模小，无法经济合理利用。
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八、国内钛渣生产存在的问题
①环保方面
采用敞口电炉一次加料工艺，造成污染严重、热辐射高、操作环境恶劣：
废气及粉尘污染——电炉炉气从电极周边溢出，未经过任何除尘净化措施，直接排入空气，造成炉前粉尘大，空气污染严重，工人操作环境恶劣。
热辐射高——因采用敞口电炉，操作现场温度高，电炉热损失大。
噪声污染——电极在反应熔炼时产生很大的噪声，严重影响工人身体健康。
②工艺技术
敞口电炉的炉膛容量小，排渣时渣铁不能分排，需要在炉外进行渣铁分离，排渣时间长，每次的排渣量不容易控制，影响电炉产量；渣铁靠自然冷却，铁中含有大量的杂质，给铁的综合利用带来很多不便；每次排渣后，炉内温度下降快，当下一炉的生料加入后，需要焙烧一段时间以提高炉温，因此增大了耗电量。
③电炉设备
敞口电炉与密闭电炉相比较、有以下不足之处：敞口电炉电耗一般为3000～3l00kWh/t、而密闭电炉电耗般为2400～2700 kWh/t，敞口电炉电耗高；大型密闭电炉可实现连续加料，而且渣铁分开排出，易于对渣铁进行分别处理，而敞口电炉由于容量小，不能实现渣铁分排，无法综合处理铁水；敞口电炉的电极频繁提升，炉内反应激烈，而密闭电炉反应相对平稳，易于自动控制；敞口电炉冶炼时排放大量炉气，无法综合利用，造成环境污染。而密闭电炉可以综合回收炉气，提高TiO2回收率，减少环境污染。
九、改进措施
采用密闭电炉粉料入炉连续加料开弧冶炼的方法冶炼钛渣，与敞口炉相比，如下优点：
⑴热损失减少，电耗降低，回收率提高。用开口电炉时，每吨攀枝花矿酸溶性钛渣（品位折合75%∑TiO2）电耗2873度，TiO2回收率89%。用密闭电炉，每吨攀枝花矿酸溶性钛渣（品位折合75%∑TiO2）电耗2650度，TiO2回收率98.3%，
⑵冶炼操作在密闭的还原性气氛下进行，避免了电极的高温氧化和还原剂的氧化烧损，因此电极和还原剂的消耗比开口电炉分别减少50%和28%，
⑶无噪音，尘粉少，无需进行繁重的捣炉作业，有利于环境保护和劳动条件的改善，
⑷炉况稳定，基本上消除了因电流波动大而引起的短路跳闸现象，有利于安全地址：沈阳市和平区浑河民族开发区族兴路28号28,Zuxing Road,Hunhe Minzu Development Zone,Heping District,Shenyang, 邮政编码：110117 Post cord: 110117
操作，⑸可回收利用电炉煤气，减少能源消耗。
密闭电炉，连续加料，粉矿直接入炉工艺，冶炼枝花矿酸溶性钛渣的主要技术经济指标为：
①钛铁矿含TiO2 46%，含硫0.46%，氧化后的炉料含硫0.038%，脱硫率91.7%－95%；出炉铁水含硫0.12%－0.15%；
②钛渣∑TiO275.04%，含硫0.1%；
③消耗冶金焦206公斤/吨钛渣，石墨电极27公斤/吨钛渣，电耗2650度；
④TiO2回收率98.3%；
⑤每吨钛渣煤气发生量340m3（CO78%左右）。
十、生产设备固定资产投资
建设一台6300KVA容量、年产能5000吨左右的半密闭电炉钛渣生产系统，包括设备、土建全部固定资产投资按目前市场价测算，约需1000万元。
沈阳东大科技有限责任公司可以提供半密闭或全密闭电炉的设计和成套设备，联系电话131********。
十一、高钛渣的销售
一般情况下，高钛渣供货需要提供化学成份分析数据和粒度分析数据，化学成份主要包括TiO2、全Fe、CaO、MgO及P2O5的百分含量，粒度数据包括＋40目、60目、80目、120目、180目、－200目的数据。正常情况下可以按国家行业标准要求进行供应，但有的厂家对粒度有特别要求，可按要求进行生产，另，由于高钛渣的特殊性，有时还要提供是采用哪里的矿生产的钛渣。
沈阳东大科技有限责任公司
2011年12月28日
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