[發明專利]高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵礦高爐冶煉與釩鈦鉻同步利用的工藝

有效

• 申請號: 202210738199.2
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN114891937B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 隋智通;陳東輝;沈嶧滿;婁太平;王明華
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21B5/04
• 分類號: C21B5/04;C21B5/06;C21C5/30
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理有限公司 11756
• 代理人: 楊磊

1.高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵礦高爐冶煉與釩鈦鉻同步利用的工藝，包含以下步驟：

(1)使用高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵精礦，包含普通富礦，所述釩鈦磁鐵精礦配比數量范圍70～100％wt；

(2)高爐冶煉使用CO、CO₂、H₂、O₂組合的富碳加氫控氮型熱風，熱風溫度高，負載熱量大，在風口攜帶煤粉一起通入爐內，其中氧氣作為氧化劑參與碳的燃燒反應，釋放的熱量強化吸熱的碳氣化反應，促使CO₂轉化為CO，加快爐身氧化鐵的間接還原，縮短還原周期；同時，上升的CO氣又加速爐內料柱氣/液/固三相間的逆向流動與傳質傳熱，提升冶煉反應速率；

所述富碳加氫控氮型熱風的O₂含量范圍是5～40％，CO₂含量范圍是5～20％，H₂含量范圍5～20％，N₂含量是0～20％，其余為CO，所述含量均為體積；

(3)構建高爐采用富碳加氫控氮型熱風冶煉高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵礦的數學模型，基于數值模擬，綜合設計、調控爐內溫度場分布、還原度分布、爐頂煤氣溫度及CO氣體利用率、H₂氣體利用率以及CO和H₂的還原氣體綜合利用率，選擇鼓風操作參數，優化冶煉工藝條件，使得高爐運行穩定、順行、通暢，狀態與傳統操作時一致；

(4)高爐冶煉排出高熱值煤氣、高釩鉻鐵水和高鈦型爐渣；

(5)高爐排放富CO、少或無氮的高熱值煤氣，一方面可作為燃料，在熱風爐與O₂充分燃燒，提供高溫熱風，而燃燒排出的富CO₂、無或少氮尾氣，又可作化工原料或轉化為燃料；另一方面，凈化后的高爐煤氣與氧氣、氫氣重組富碳加氫控氮型熱風替代常規空氣熱風進入高爐，循環利用CO₂；

(6)高爐產出的高釩鉻鐵水先經CO₂弱氧化預處理，除掉鐵水中硅、鈦雜質，之后在轉爐強氧化吹煉，得到優質釩渣或鉻渣，并進一步增值用于制備低成本氮化釩鐵、氧化釩、氧化鉻高檔制品；

(7)高鈦型高爐熔渣先通過選擇性富集、長大的在線改性預處理，之后從改性的凝渣中分離出高品質鈦精礦，并進一步增值，用于制備生產高檔鈦白的富鈦料制品；

高鉻型釩鈦磁鐵礦中含0.61％的Cr₂O₃，精礦中含1.5％的Cr₂O₃，在高爐-轉爐冶煉過程鉻隨釩一起進入釩渣中的鉻為10～40％的Cr₂O₃。

2.根據權利要求1所述的高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵礦高爐冶煉與釩鈦鉻同步利用的工藝，其特征在于：步驟(3)中高爐冶煉高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵礦，風口回旋區溫度2000～2400℃，富碳加氫控氮型熱風溫度1150～1300℃，壓力3～6kg，熱風通入量為900～1200m³/thm.Fe，煤粉攜帶量0～250kg/thm.Fe。

3.根據權利要求1所述的高鈦、高鉻型釩鈦磁鐵礦高爐冶煉與釩鈦鉻同步利用的工藝，其特征在于：步驟(5)中的煤氣，CO含量范圍是30～70％、H₂含量范圍是5～15％、H₂O含量范圍是4～8％，其余為CO₂，所述含量均為體積。