[發(fā)明專利]鈦精礦冶煉鈦渣品位的確定方法及鈦精礦冶煉鈦渣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410444014.2
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104178647A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李凱茂;繆輝俊;肖軍;趙青娥;韓可喜;張繼東;劉娟
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;G06F19/00
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 柯海軍;劉文娟

1.鈦精礦冶煉鈦渣品位的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、采用鈦精礦還原冶煉鈦渣，假定所選鈦精礦用來冶煉品位分別為70-85％之間不同值的鈦渣；

b、根據(jù)步驟a中假定鈦渣品位預(yù)估不同品位鈦渣中FeO的含量和Ti₂O₃的含量，預(yù)估方法為：

1)分析檢測所選鈦精礦及所選還原劑灰分中TiO₂、FeO、Fe₂O₃、MnO、MgO、CaO、SiO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃、V₂O₅的含量；

2)預(yù)估所選鈦精礦冶煉得到的鈦渣中雜質(zhì)氧化物M_xO_y的含量，記為M_xO_y％，采用式1分別計算鈦渣中M_xO_y的含量：

M_xO_y含量＝(所選鈦精礦和所選還原劑灰分中M_xO_y的含量×M_xO_y的入渣率×假定鈦渣品位)/(鈦精礦品位×TiO₂的收率)???(1)

式1中，M_xO_y為鈦渣中雜質(zhì)氧化物的通式，M為Fe、Mn、Mg、Ca、Si、Al、Cr或V元素中的一種，1≤x≤5，1≤y≤5；

式1中，所選鈦精礦和所選還原劑灰分中M_xO_y的含量由步驟1測得，假定鈦渣品位為步驟a中所假定的冶煉鈦渣品位，M_xO_y的入渣率分別為：MgO93.62％、MnO87.21％、CaO97.1％、V₂O₅82％、Al₂O₃91.5％、SiO₂71.6％、Cr₂O₃100％；鈦精礦品位為步驟1所得的TiO₂的含量；TiO₂的收率為97％，

3)預(yù)估鈦渣中FeO的含量，采用式2-6進(jìn)行計算：

(％Ti₂O₃)eq＝(％Ti₂O₃)+(M_Ti2O3/M_V2O5)(％V₂O₅)+(M_Ti2O3/M_Cr2O3)(％Cr₂O₃)+(M_Ti2O3/M_Al2O3)(％Al₂O₃)???(2)

(％Ti₂O₃)eq＝-2.0737(％FeO)eq+0.64527???(3)

(％TiO₂)eq＝(％TiO₂)+(2M_Ti/M_Ti2O3)×(M_TiO2/M_Ti)(％Ti₂O₃)???(4)

(％FeO)eq+(％Ti₂O₃)eq+(％TiO₂)＝100％???(5)

(％FeO)eq＝(％FeO)+(M_FeO/M_MgO)(％MgO)+(M_FeO/M_MnO)(％MnO)+(M_FeO/M_CaO)(％CaO)+(M_FeO/M_SiO2)(％SiO₂)/2???(6)；

式中，(％Ti₂O₃)eq、(％FeO)eq分別表示Ti₂O₃、FeO的等效含量，(％TiO₂)eq表示步驟a中假定的鈦渣的品位；M_Ti、M_TiO2、M_Ti2O3、M_V2O5、M_Cr2O3、M_Al2O3、M_FeO、M_MgO、M_MnO、M_CaO、M_SiO2分別為Ti及各氧化物的摩爾質(zhì)量；％V₂O₅、％MgO、％MnO、％Cr₂O₃、％Al₂O₃、％CaO、％SiO₂為步驟2所得鈦渣中各氧化物的含量，％Ti₂O₃、％FeO分別表示鈦渣中Ti₂O₃和FeO的含量；

c、根據(jù)假定鈦渣品位及步驟b所得％Ti₂O₃和％FeO，預(yù)估所選鈦精礦冶煉鈦渣所需電耗，預(yù)估方法為：

采用式7確定鈦精礦冶煉鈦渣所需電耗：

所選鈦精礦冶煉鈦渣所需電耗＝理論噸鈦渣電耗/電爐電效率???(7)

式7中，電爐電效率由冶煉設(shè)備和冶煉工藝確定；

式7中，理論噸鈦渣電耗采用式8計算：

理論噸鈦渣電耗＝鈦渣升溫吸收熱量Q₁+鐵水升溫吸收熱量Q₂+還原反應(yīng)熱Q₃???(8)

Q₁、Q₂和Q₃分別采用式9-11得到：

鈦渣升溫吸收熱量Q₁：

式9中：А₁–鈦渣質(zhì)量kg；C_p·q–鈦渣比熱，取值為0.27142kcal/kg.℃；

t–鈦渣出渣溫度，為1680-1700℃；λq–熔化熱，取值為198.6367kcal/kg；

鐵升溫吸收熱量Q₂：

Q2=A2·[Cp1·q·t1+λq+Cp2·q·(t2-t1)]---(10)]]>

式10中：А₂-鐵質(zhì)量，鐵質(zhì)量/A₁＝0.463，kg；С_p1·q-固態(tài)鐵比熱，取值為0.11096kcal/kg.℃；C_p2·q-液態(tài)鐵比熱，取值為0.18526kcal/kg.℃；λq–熔化熱，取值為67.2754kcal/kg；t₂-出鐵溫度，為1470-1520℃；t₁-鐵熔化溫度，取值為1250℃；

還原反應(yīng)熱Q₃：

Q₃＝FeO所需還原反應(yīng)熱+Fe₂O₃所需還原反應(yīng)熱+TiO₂所需還原反應(yīng)熱???(11)

FeO所需還原反應(yīng)熱、Fe₂O₃所需還原反應(yīng)熱、TiO₂所需還原反應(yīng)熱的確定方式為：

所選鈦精礦還原冶煉鈦渣過程中，還原反應(yīng)及反應(yīng)熱如式12-14，根據(jù)所選鈦精礦成分和噸鈦渣礦耗，結(jié)合式13確定Fe₂O₃所需還原反應(yīng)熱，噸鈦渣礦耗等于鈦渣品位/(鈦精礦品位×TiO₂的收率)，TiO₂的收率為97％；根據(jù)鈦精礦成分和噸鈦渣礦耗，以及步驟b得到的鈦渣中FeO含量，結(jié)合式12確定FeO所需還原反應(yīng)熱；根據(jù)步驟b得到的鈦渣中Ti₂O₃的含量，將Ti₃O₅等效為TiO₂和Ti₂O₃，通過Ti₂O₃含量進(jìn)而推算出Ti₃O₅含量，結(jié)合式14確定TiO₂所需還原反應(yīng)熱；

FeO+C＝Fe+CO???ΔН＝158.49kJ/mol???(12)

Fe₂O₃+3C＝2Fe+3CO???ΔН＝490.02kJ/mol???(13)

3TiO₂+C＝Ti₃O₅+CO???ΔН＝264.52kJ/mol???(14)

d、根據(jù)步驟c所得電耗，再結(jié)合所選鈦精礦的市場價格以及所得鈦渣的市場價格，選擇綜合生產(chǎn)成本最低的鈦渣品位進(jìn)行冶煉。