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                  核心技術

                  Core Technology

                  • 含鈦高爐渣高溫碳化制取碳氮化鈦
                    分類:含鈦高溫高爐渣利用
                    時間:2022-04-28
                    瀏覽:997

                                                   熔融含鈦高爐渣高溫碳化制取碳氮化鈦技術

                  一、含鈦高爐渣處理概況

                     鈦磁鐵礦精礦主要用來高爐煉鐵,經過冶煉后,鈦以TiO 2的形式幾乎全部進入高鈦爐渣中,含量達到22 %左右,成為總量最大含鈦資源。長期以來,人們并未找到切實可行的方法對高爐渣中鈦資源的回收利用,尚未有任何一種方法可以達到產業化生產的程度。

                  含鈦高爐渣中鈦分布在多種礦物相中, 且嵌布粒度較小 平均在10μm左右。 對這種即分散又細小的礦, 用傳統的選礦方法難以分離TiO 2 。

                  當前 提鈦的酸浸、堿熔水解濕法工藝,由于TiO 2難于選礦富集,品位較低,需要將含鈦高爐渣全部磨細浸熔,造成酸堿耗量大、工藝流程復雜、成本高、三廢量大難于處理、產生新的污染。

                  最具有產業化前景的技術方案是:含鈦高爐渣“高溫碳化—低溫氯化制取Ti Cl4—殘渣制水泥工藝”和“工藝高溫碳化—碳化渣分選碳化鈦工藝”。高溫碳化是利用攀鋼高爐渣電弧爐熔融還原碳化制取碳化渣,并通過“七五”“八五”期間的擴大試驗和工業試驗,基本打通了含鈦高爐渣電爐高溫碳化的生產流程。

                  二、現有處理技術的問題

                    但含鈦高爐渣電弧爐熔融還原碳化制取碳化渣存在一些關鍵問題沒有解決。

                  1、熔融還原碳化溫度高、周期長、電耗高:

                  還原碳化過程電弧爐的熔池淺、熔池面積大、輻射散熱大,爐溫達1600℃~1650℃;熔煉碳化過程焦炭上浮嚴重,碳化的TiC粒徑細小只有幾個到十幾個微米,造成熔池中固液共存,渣液粘度增大,表面張力降低,使過程中產生的氣體上浮時,具備泡沫化條件,極易產生泡沫渣;為了不使泡沫渣造成液面上漲,破壞電弧爐電極等相關設備,只有通過控制焦炭的每次加入量,降低碳化速度,使碳化時間延長;且由于泡沫化現象,需控制渣液高度,導致電弧爐有效利用容積降低,利用系數下降;這些因素導致碳化電耗過高,電費占碳化渣總成本的 70%80%以上。

                  2、電弧爐漲爐底,爐墻壽命短:

                  含鈦高爐渣在電弧爐中高溫下用碳進行還原,鈦氧化物轉變生成TiC結晶析出形成固相,TiC固體比重為4.93,大于熔融渣液,碳化的TiC固體顆粒沉降、富集于爐底,造成爐底上漲,減少了電弧爐的有效容積,迫使提高熔煉電極,減小功率輸出,惡化了碳還原工況。此外,隨著碳化的TiC晶體的增多,熔煉后期爐渣變得異常粘稠,為了保持爐渣流動性,順暢排渣,需要把電弧爐爐溫提高到1700℃,長期的高低溫變換導致爐墻壽命較短,造成頻繁停爐維護。

                  3、電弧爐排出的熔融渣冷卻?;韪邏核?,水淬的碳化渣含有大量水分,后續的流態化低溫氯化就需要把水淬的碳化渣烘干脫水,額外耗水耗能。

                  三、馳春技術的特點

                  1、含鈦高爐渣中的鈦氧化物在碳還原碳化劑和高溫還原氛圍并以氮氣作為保護氣的條件下,鈦氧化物轉化為碳氮化鈦,

                  2、碳氮化鈦結晶析出;

                  3、在重力和電磁力的作用下,浮在渣液中碳氮化鈦晶核聚集、長大,形成碳氮化鈦顆粒團聚下沉,富集于渣液底部,實現含鈦高爐渣中的鈦氧化物與高爐渣中其他氧化物的分離;

                  4、分離富集的碳氮化鈦可用于氯化提鈦,分離出碳氮化鈦的高爐渣速冷后作為水泥膠凝材料。

                  四、技術優勢

                  1、含鈦高爐渣采用熱裝,充分利用高爐渣攜帶的熱量;

                  2、采用感應非接觸式加熱,以渣液自身為熱源,加熱效率高,能耗低:

                  3、碳氮化鈦分離富集效率高;

                  4、容易實現自動化;且連續化生產;

                  5、設備產能高,處理量大,提鈦后的爐渣經?;勺鳛槟z凝材料。

                  6、不產生二次污染;

                     本技術不僅解決現有碳氮化鈦制備技術中的碳化電耗過高這一關鍵問題,還避免了還原碳氮化過程漲爐底以及較嚴重的泡沫渣等現象,同時也解決了水洗氯化殘渣沒有潛在的水硬性或火山灰活性的缺陷、殘留的氯離子對混凝土和環境的危害等。避免了“使一座高爐渣山變成了一座氯化殘渣山”。具有很好的工業應用價值。


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