[發(fā)明專利]一種鈦渣冶煉副產(chǎn)品鐵水的處理設(shè)備及工藝

在審

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• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107322000A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李書磊;李建強;吳錦平;張侃倉;郭存紅;沈明明;朱旭甫;劉志廣;宋應(yīng)剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中信重工機械股份有限公司
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10;C22B34/12
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41120
• 代理人: 程茗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵水的處理系統(tǒng)，具體的說是一種鈦渣冶煉副產(chǎn)品鐵水的處理設(shè)備和工藝。

背景技術(shù)

高鈦渣是通過電爐加熱熔化的鈦精礦，是鈦精礦中的二氧化鈦和鐵熔化分離后得到的二氧化鈦的富集物。高鈦渣既不是礦物廢渣，也不是生產(chǎn)過程中形成的副產(chǎn)物，而是采用硫酸法、氯化法等生產(chǎn)四氯化鈦、鈦白粉和海綿鈦產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料。

國外鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)，硫酸法工藝和氯化法工藝并存。但國內(nèi)的鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)，幾乎全部采用硫酸法工藝。硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如式(1)-(2)所示。

FeTiO₃+3H₂SO₄→Ti(SO₄)₂+FeSO₄+3H₂O(1)

FeTiO₃+2H₂SO₄→TiSO₄+FeSO₄+2H₂O(2)

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝存在酸耗量大、副產(chǎn)品硫酸亞鐵多、不溶固體雜質(zhì)量增加和廢酸廢液難治理等問題，但由于可以直接采用鈦鐵礦做原料，近20余年來在我國得到了迅猛發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)已十分成熟。雖然中國的鈦資源比較豐富，但中國的鈦礦90%以上是共生巖礦，TiO₂含量低，成分復(fù)雜。

目前，國內(nèi)鈦鐵礦只有少量加工成富鈦料，供氯化法鈦白、四氯化鈦、海綿鈦和電焊條工業(yè)使用，其余大部分都作為硫酸法鈦白生產(chǎn)的原料。隨著海綿鈦和氯化鈦白工業(yè)的迅速發(fā)展，對鈦渣等富鈦料的需求越來越大，國內(nèi)鈦渣產(chǎn)量也逐年增加。

鐵在鈦鐵礦中以二價和三價兩種不同狀態(tài)存在，因此在硫酸浸取的鈦液中就存在硫酸亞鐵FeSO₄和硫酸鐵Fe₂(SO4)₃兩種鐵的礦物鹽。在一定條件下，它們會水解生成Fe(OH)₂和Fe(OH)₃沉淀。硫酸亞鐵只有在pH值大于6.5時才開始水解，因此可以在對偏鈦酸進行清洗時除去。而硫酸鐵在pH值為1.5的酸性溶液中即開始水解，生成的氫氧化鐵沉淀會混雜在偏鈦酸中，待到鍛燒時即變成紅棕色的Fe₂O₃，從而對鈦白的白度造成影響。主要化學(xué)反應(yīng)如式(3)-(4)所示。因此，鈦液中就不允許存在三價鐵，必須在酸解階段把三價鐵還原成二價鐵。而鐵屑或鐵粉就是一種廉價的還原劑。作為還原劑的鐵粉，主要要求是其中的全鐵含量Mfe要大于88%。主要發(fā)生的還原化學(xué)反應(yīng)見式(5)。

FeSO₄+2H₂O→Fe(OH)₂ +H₂SO₄(3)

Fe₂(SO₄)₃+6H₂O→2Fe(OH)₃ +3H₂SO₄(4)

Fe₂(SO₄)₃+Fe→3FeSO₄ (5)

國內(nèi)用于硫酸法鈦白的鐵粉生產(chǎn)原料是含鐵的粉塵或鋼渣等，進行磨選處理后得到鐵粉。由于這種方法生產(chǎn)的鐵粉雜質(zhì)含量高，在使用過程中容易引入其它有害元素影響鈦白的質(zhì)量。

鈦精礦冶煉過程中形成的副產(chǎn)物是鐵水。目前，國內(nèi)的鈦渣冶煉企業(yè)生產(chǎn)的鐵水，主要用于生產(chǎn)各種鑄鋼、純鐵等產(chǎn)品。如果采用鈦冶煉廠的鐵水生產(chǎn)的鐵粉，其雜質(zhì)含量極低，不會引入其它有害元素，生產(chǎn)的鐵粉品質(zhì)上完全能滿足硫酸法鈦白粉生產(chǎn)的要求。

而國內(nèi)用于硫酸法鈦白生產(chǎn)的鐵粉主要生產(chǎn)工藝是霧化法和還原法，霧化鐵粉工藝主要針對熔融鐵水液體，還原鐵粉工藝是針對含鐵的固體。無論是霧化鐵粉還是還原鐵粉的生產(chǎn)成本都比較高，用于處理鈦冶煉廠的副產(chǎn)鐵水經(jīng)濟性均較低。在鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩的形勢下，鈦渣冶煉副產(chǎn)品鐵水產(chǎn)品的銷售遇到諸多困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鈦渣冶煉副產(chǎn)品鐵水的處理設(shè)備和工藝，提升了鈦渣冶煉副產(chǎn)品鐵水的產(chǎn)品附加值。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：