含钛高炉渣高温物理化学研究进展及对高炉冶炼工艺的启示
钛渣炉在钒钛磁铁矿冶炼新工艺流程中的应用
2012年第4l卷第5期 VO1.41 NO.5 20l2 童加熟
INDUSTRIAL HEATING
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.辜孛{孛{ { { { { DOI:10.3969 ̄.issn.1002—1639.2012.05.001
钛渣炉在钒钛磁铁矿冶炼新工艺流程中的应用
林伟 一,游香米
(1.西安电炉研究所有限公司,陕西西安710061;2.中冶赛迪工程技术股份有限公司炼钢事业部,重庆400013;
3.国家钢铁冶炼装备系统集成工程技术研究中心,重庆401 122)
摘要:通过对钒钛磁铁矿在常规冶炼工艺流程和新工艺流程的生产实践的研究,分析了钛渣炉在常规工艺流程与新工艺流程中的不 同应用功能,并对比了相关工艺参数,提出了钛渣炉在新的工艺流程中主要担当了熔分深还原的作用,最终达到铁、钒、钛分离及 回收的目的。
关键词:钛渣炉;钒钛磁铁矿;直接还原;熔分;深还原;钒钛回收 中图分类号:TF823 文献标志码:A 文章编号:1002.1639(2012)05 0001。02
Application of Titaniferous Slag Furnace t0 New Smelting Process of Vanadium Titanium Magnetite
LIN Wei ,YOU Xiang—mi (1.Xi’an Electric Furnace Institute Co.Ltd.,Xi’an 710061,China; 2.Steelmaking Department,MCC—CISDI Engineering Co.Ltd.,Chongqing 400013,China; 3.National Engineering Research Center for Iron&Steel Making Plant Integration,Chongqing 401 122,China) Abstract:By researching both the traditional and new producing process of Vanadium Titanium magnetite,analysed the functions and some compared parameters of titaniferous slag furnace.It was pointed out that the function of titaniferous slag furnace in new process was
高炉冶炼钒钛矿讲座(刘传胜)
1 高炉冶炼钒钛矿技术讲座
第一讲 攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿分析
付卫国
攀钢高炉冶炼的是高钛型钒钛磁铁矿。这种矿石含钛高,高炉冶炼时炉渣中TiO2含量达25~30%,用常规方法冶炼会出现炉渣粘稠,渣铁不分,炉缸堆积等现象。使正常生产难于进行。自1958年开始,经过全国炼铁界和各大研究院、所,以及高等院校的多年紧密合作研究,陆续在小高炉上进行了试验。1965年~1967年,在承德、西昌和北京等地进行了几次大规模工业试验,解决了用普通高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿的基本工艺问题,并取得了技术上的突破。
1970年7月1日,容积为1000m3的1高炉终于在攀钢投入生产。1971年和1973年容积为1200m3的2、3高炉也相既投入生产。在经过20年的生产后,1BF于1990年初进行了改造性扩容大修,有效容积扩大为1200m3,炉顶采用并罐式无料钟炉顶底炉; 1989年容积为1350m3的4高炉在攀钢新建投产,采用皮带上料、并罐式无钟炉顶,设两个出铁场,配备4座新日铁外燃式热风炉。我国首创的高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼技术,经过攀钢高炉冶炼工作者几代人的不懈努力和三十年来高炉生产的实践,不断得到改进、发展和完善。
1 不同渣中TiO2的炉渣应用
高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉渣与冶炼普通矿的炉渣其理化性能有较大差别。普通高炉渣基本属于CaO-SiO2-Al2O3三元系,而含钛炉渣中含有TiO2,属于CaO-SiO2-Al2O3- TiO2四元系,其主要矿物为钙钛矿、钛辉石、巴依石、尖晶石等,普通炉渣中常见的黄长石随着TiO2的增加而迅速减少,当渣中TiO2超过18%时黄长石消失。所以对冶炼钒钛磁铁矿的含钛炉渣而言,随着渣中TiO2含量的不同,炉渣的应用情况也不同。 2 1.1 TiO2<10%的低钛渣
普通矿冶炼的高炉渣通常用作水泥混合料,而含钛炉渣随着TiO2的增加,其生产水泥的强度将受到影响。渣中平均每增加1%的TiO2,质量系数下降1.69%,R28d值降低1.19%。1994年国家制定高炉矿渣用作水泥混合料的标准(GB203-94)见表20。
攀钢高炉渣综合利用研究进展及产业化建议
2006年 第3l卷 第4期 攀枝花科技与信息 (总第87期)
・高炉渣综合利用・
攀钢高炉渣综合利用研究进展
及产业化建议
廖荣华 陈德明 周玉昌
攀枝花钢铁研究院
编者按 2006年11月J8—21日,由攀枝花市人民政府、四)11省科技斤、中国有色金属工业协 会共同主办的 2006中国・攀枝花高钛型高炉渣综合利用学术研讨会”在攀枝花召开!为了增进学 术交流,我们将向致力于攀枝花高钛型高炉渣综合利用研究的专家、学者征集的以“攀枝花高钛型 高炉渣综合利用”为主题的论文遴选井陆续登戡,以进一步引起社会各界对攀枝花高钛型高炉渣 综合利用和钒钛资源综合利用的关注。
摘要 本文介绍了攀钢高炉渣提钛及相关技术的研究进展,并通过对各种技术路线的技术 性、经济性进行分析比较・建议开发“攀钢高炉渣高温碳化一低温选择性氯化制取TIC14及建筑材 料”的技术路线,是真正解决攀铜高炉渣产业化综合利用问题的最佳方案。 关键词 攀钢高炉渣综合利用 建议
Review on the Research and Development of Comprehensive
Utilization of PanGang Blast——furnace Slag and Suggestion of its
CommerciaI Production
Liao Ronghua Chen Deming Zhou Yuchang
Panzhihua Iron and Steel Research Institute
Abstract In this paper,the research situation about extracting titanium from PANGANG blast—furnace slag and the correlative technology are reviewed.By comparison and analyzing on its technique and economy.it is suggested that the process,i.e.titanium tetrachloride and architectural materials are prepared by high—tem— perature carbonization,low—temperature chlorination of PmxGo.ng blast—fttmaee slag,is a option.,d technology, by which the problem of comprehensive utilization of PanGang blast—furnace slag will be solved actually. Key words PANGANG blast—furnace slab Comprehensive utilization Suggestion
高炉渣处理技术的现状及发展趋势
高炉渣处理技术的现状及发展趋势
1. 引言
高炉渣是指在炼铁过程中产生的固体废弃物,主要由铁矿石中的非金属成分经冶炼后形成。高炉渣处理是炼铁行业中的一个重要环节,不仅涉及环保问题,还能通过有效处理提取出有价值的资源,对于实现循环经济具有重要意义。本文将介绍高炉渣处理技术的现状及发展趋势。
2. 高炉渣处理技术的现状
目前,高炉渣处理技术主要分为物理方法和化学方法两大类。
2.1 物理方法
物理方法是利用高炉渣的物理性质来实现处理和利用,常见的有磁选法、风选法和重选法等。
2.1.1 磁选法
磁选法利用高炉渣中的磁性物质与非磁性物质的差异,通过磁力对高炉渣进行选择性分离。这种方法可以实现高炉渣中铁资源的回收,但对于非磁性物质的处理效果较差。
2.1.2 风选法
风选法是利用高炉渣中的颗粒间的比重、形状和粒径等差异,通过风力对高炉渣进行分离和分类。这种方法处理效果较好,可以实现高炉渣的资源化利用和减少对环境的污染。
2.1.3 重选法
重选法是利用高炉渣中成分的密度差异进行分离,将密度大的部分分离出来。这种方法可以有效分离出高炉渣中的重金属等有价值的资源。 2.2 化学方法
化学方法主要是利用化学反应和物质间的相互作用来实现高炉渣的处理和利用,常见的有酸浸法、碱浸法和微生物处理法等。
2.2.1 酸浸法
酸浸法利用酸性溶液对高炉渣进行溶解和分离。这种方法可以高效地分离出高炉渣中的有价值金属资源。
2.2.2 碱浸法
碱浸法是利用碱性溶液对高炉渣进行溶解和分离。这种方法可以有效地去除高炉渣中的有毒物质和污染物,并实现高炉渣的资源化利用。
2.2.3 微生物处理法
微生物处理法利用特定的微生物对高炉渣中的某些成分进行代谢和转化。这种方法对于处理高炉渣中的有机物具有一定的效果,但对于无机物的处理效果较差。
3. 高炉渣处理技术的发展趋势
随着社会对环保和资源利用的要求越来越高,高炉渣处理技术也在不断创新和发展。
钛铁矿转底炉固相直接还原工艺制备高钛渣
钛铁矿转底炉固相直接还原工艺制备高钛渣
作者: 刘开琪 王寿增 顾 静
来源:《新材料产业》 2012年第5期
文/刘开琪 王寿增 顾 静
中国钢研科技集团有限公司
作为生产钛白粉和海绵钛的优质原料,高钛渣﹝二氧化钛(TiO2)>74%﹞生产技术的发展对我国钛白粉和海绵钛制造业持续健康发展、国际市场竞争力提升起到了关键作用。由于国内供应紧张,且从2007年起,中国海关对高钛渣的矿产资源实行了零关税,因此国内自主研究高钛渣工艺及制备具有十分重要的意义。
一、钛铁矿资源的利用现状
我国钛铁矿资源分布广泛,遍布国内29个省市,但主要集中在四川攀枝花、西昌,河北承德,云南,陕西汉中等地。目前,由于国内铁矿石严重短缺,很多钛铁矿仅用作炼铁的原料,这样做最大的弊端是导致钛铁矿中的含钛资源不能有效地加以回收利用。为此,国家曾多次组织过钛铁矿直接还原的相关科技攻关,以期实现铁、钛甚至一些含钒矿中钒资源的综合回收。多年的研究证明,铁、钛有效分离是钛铁矿综合利用中的瓶颈技术。
钛铁矿资源的利用,目前主要有3个工艺路线,一是高炉流程,二是矿热炉流程,三是直接还原流程。高炉流程以攀枝花钢铁(集团)公司(简称“攀钢”)为例,攀钢的“高炉-转炉”流程,能够回收铁90%、钒80%、钛0。如果回收1t铁,高炉渣中TiO2 (占钒钛磁铁矿原矿中56%的钛)没有利用,会造成原矿中一半多的钛资源流失。如果用选铁后的钛铁矿尾矿生产钛白粉,每生产1t钛白粉,钛精矿中就有70%的铁流失,又造成了铁资源的大量浪费。矿热炉流程则采用钛矿配煤(焦)直接冶炼的工艺,用于冶炼T i O2含量大于85%的氯化法高钛渣,但是该工艺冶炼时间长,产能相对较低,单位产品的能耗大、成本偏高。直接还原流程中,取得突破性进展并已打通回收钛铁矿全流程的工艺为转底炉固相直接还原技术,该工艺是目前最为先进的高钛渣生产工艺,优势在于占地小、自动化程度高、产能大、能耗较低。
钒钛磁铁矿的高炉冶炼
钒钛磁铁矿的⾼炉冶炼
⽤⾼炉冶炼铁、钒、钛共⽣特种矿⽯的⼯艺过程。这种矿⽯的含铁量⼀。般较低,要经过磁选富集,获得钒钛磁铁精矿,
然后制成烧结矿或氧化球团矿作为⾼炉炼铁的主要含铁原料。经⾼炉冶炼得出的产品是含钒钛的炼钢⽣铁和五元系(CaO—MgO⼀SiO2⼀A12O3⼀TiO2)⾼炉渣。铁⽔中的钒可通过提钒⼯艺⽣产钒淹,作为各种钒制品的原料。
钒钛磁铁矿的资源和特点 钒钛磁铁矿是铁、钒、钛共⽣的磁性铁矿,钒绝⼤部分和铁矿物呈现类质同相赋存于钛磁铁矿
中。所以钒钛磁铁矿也称钛磁铁矿。由于成矿条件不同,世界各矿区的这种矿⽯的铁、钛和钒的含量有很⼤的区别。还由于各
矿区的钛磁铁矿的可选性不同,所⽣产的钒钛磁铁精矿,铁、钛和钒的含量也有很⼤区别。现在,钛磁铁矿已被看作是⽣产钒
的主要原料。据资料介绍,能经济地提取钒的钛磁铁矿中⾦属钒的储量约占世界⾦属钒储量的98%。当今世界上每年⽣产的
⾦属钒的88%是从⽤钛磁铁矿⽣产钢铁的同时产出的钒渣中提取的。世界钛磁铁矿的储量⼤概情况见表。
基本反应和冶炼过程⾼ 炉冶炼钒钛矿的原料,实际上是钒钛烧结矿,其矿物组成是钛⾚铁矿、钛磁铁矿、钙钛矿和含
钛硅酸岩相,还有少量的铁酸钙、铁板钛矿和残存的钛铁矿。在⾼炉内烧结矿从炉喉下降到炉腹的过程中,经过不同温度区间
完成冶炼的基本反应和物相组成变化。
块状带的反应 ⼤致分为三个温度区间,从炉喉到炉⾝上部的650~900℃温度区间,除⼀般的Fe2O3、Fe3O4、FeO和铁
酸钙的间接还原外,还有钛⾚铁矿、钛磁铁矿和铁板矿的失氧,其化学反应主要有:
反应后的物相组成是钛磁铁矿、浮⽒体和少量的细⼩铁粒。炉⾝中部的900~1150~C温度区间,是钛磁铁矿被还原,主
要化学反应有
反应后⽣成浮⽒体和钛铁晶⽯固溶体以及部分浮⽒体被还原⽣成⾦属铁。炉⾝下部的i150~1250℃温度区间,是钛铁晶⽯
还原分解阶段,主要化学反应有:
反应后⽣成的物相组成有⾦属铁、钛铁晶⽯、少量的浮⽒体、钛铁矿、板钛矿固溶体和钙钛矿。
高炉渣与转炉渣综合利用汇总
高炉渣与转炉渣综合利用
摘 要: 转炉炼钢过程中的主要副产品是转炉渣,目前我国转炉渣的利用率仅为10%。为提高转炉渣的利用率,应按照分析成分、 制定利用方案、 综合处理、 分级利用 4 个主要步骤,根据当地的实际情况,建立不同适应性的阶梯利用方式,以实现最好的社会效益、 环境效益和经济效益。介绍了当前国内外高炉渣综合回收与利用现状, 对比分析了高炉渣各种处理工艺的优点和不足 , 展望了高炉渣回收与利用的发展趋势。
关键词: 普通高炉渣;含钛高炉渣;综合利用转炉渣;综合处理;利用;分析
1高炉渣处理工艺与综合利用
高炉渣是冶炼生铁过程中从高炉中排出的副产品,是我国现阶段最主要的冶炼废渣。在20世纪70年代以前,一直作为工业废弃物堆放。随着钢铁工业的发展,各种高炉渣的堆积量日益增大,高炉渣的堆积不仅对环境造成了严重污染,也是一种资源的严重浪费,随着世界范围资源的日益贫乏,对高炉渣进行综合利用,变废为宝已刻不容缓。
1.1高炉渣的化学成分
高炉渣有普通高炉渣和含钛高炉渣。普通高炉渣的化学成分与普通硅酸盐水泥类似 ,主要为 CaO、MgO、SiO2、Al2O3和MnO。含钛高炉渣中除含有上述物质外,还含有大量的TiO2。见表1
表 1 高炉渣的化学成分
高炉渣的处理工艺可分为水淬粒化工艺、干式粒化工艺和化学粒化工艺。在我国工业生
产中, 主要以水淬粒化工艺作为高炉渣的处理工艺 ,但水渣处理工艺存在以下问题 : 新水消耗量大 、熔渣余热没有回收、系统维护工作量大 、冲渣产生的二氧化硫和硫化氢等气态硫化物带来空气污染。粉磨时, 水渣必须烘干, 要消耗大量能源。因此, 利用干法将高炉渣粒化作为水泥原料,同时高效利用炉渣显热,减少对环境的污染,是高炉渣处理的发展趋势 。
1.2国内外高炉渣处理工艺概况
1.2.1 水淬粒化工艺
水淬粒化工艺就是将熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却,限制其结晶,并使其在热应力作用下发生粒化。水淬后得到沙粒状的粒化渣,绝大部分为非晶态。其主要方法有:底滤法、因巴法、图拉法、拉萨法等。水淬粒化工艺处理的高炉渣, 玻璃质(非晶体)含量超过95%,可以用作硅酸盐水泥的部分替代品,生产普通酸盐水泥。但此法不可避免地释放出大量的硫化物,污染地下水源,渣粒研磨前必须干燥,能源消耗大,消除污染投资大,循环水系统的磨损大 。
金属热还原含钛高炉渣制取合金及残渣的研究
2007年第5期 总第196期 铁合金 li1ERR0.ALL0YS 2O07No.5 Tl0t.1 6
金属热还原含钛高炉渣制取合金及残渣的研究
侯世喜柯昌明 李有奇韩兵强 (武汉科技大学武汉中国430081) 李楠
摘要介绍了含钛高炉渣综合利用现状和几种主要的提钛技术,重点分析了合金化提取高炉渣中钛的研究现状, 探讨了其关键技术问题与冶炼参数控制。指出此技术的关键在于选择合适的还原剂和冶炼参数的最优化设计,最后 展望了此项技术的应用前景。 关键词含钛高炉渣提钛合金综合利用 中图分类号TF645.3.6 文献标识码 B 文章编号 1001.1943(2007)05.0020.04
PREPARATIoN ALLoY AND RESIDUE FRoM TITANIUM。 BEAR G BLAST FURNACE SLAG oF METAL oTHERMIC REDUCTIoN Hou Shixi Ke Changming Li Youqi Hart Bingqiang Li Nan (Wuhan University 0f Science and Technology,WuMn 430081,China) Al ̄-traet It reviewes the current situation of comprehensive utilization on titanium-bearing blast furnace s】ag.It introduces briefly the main technologies of titanium recovery.The current situation of titanium recovery by alloying from blast furnace has been analysed,in addition。the key technology and smelting parameters have also been discussed.It points out that the suitable reductant and the opfimiz ̄ion design of smdting parameter are the key technologies to this process.At last,the future of this technology has also been prospected. Keywords titanium—bearing blast furnace slag,titanium recovery,alloy,comprehensive utilization
含钛高炉渣提取金属钛的研究现状及展望
Vo1.26。No.10 2008年10月 中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization ●综 述
含钛高炉渣提取金属钛的研究现状及展望
方秀君,李运刚,何晓凤
(河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063000)
摘要:介绍了从舍钛高炉渣提取金属钛的各种工艺方法的研究现状,分析了这些工艺各自的特点,讨论其 存在的问题,并对综合利用舍钛高炉渣中的钛资源提出了一些建议。 关键词:含钛高炉渣;钛的提取;TiO2 中图分类号:X757 文献标识码:A 文章编号:1008—9500(2008)10—0031—03
The Present State and Prospects of Extracting Titanium from
Titaniferous Blast-furnace Slag
Fang Xi Mn,Li YungangI He Xiaofeng
(School of Metallurgy and Energy,Hebei Polytechnic University,Tangshan 063009,China)
Abstract:The present state of extracting titanium methods from titanifeions blast—furnace slag are introduced,
such as carbonization(nitride)method,vitriol method,alkali process and phase separation method,Si~Ti alloy
method,two-step adjusting slag method。enriching peiovskite method and SO on.The characters and problems
含钛高炉渣的利用现状与展望
第29卷第5期 2006年1o月 山东陶瓷 SHANDoNG CERAMICS VoI.29 No.5 0ct.2006
・综述・ 文章编号:1005—0639(2006)05—0029 03
含钛高炉渣的利用现状与展望
高水静,张文丽
(河北理工大学材料学院,唐山063009)
摘 要 由于含钛高炉渣的排放造成了大量钛资源的流失,对它的利用已成为人们关注
的焦点。本文介绍了含钛高炉渣的综合利用研究现状,并分析了存在的问题以及高炉渣在光
催化领域应用的可行性,对其研究前景进行了展望。 关键词含钛高炉渣;综合利用;光催化 中圈分类号:TQ174.4+6 文献标识码:A
l综合利用研究进展
我国蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿口],就攀
钢而言,它每年排放200~300万吨含钛高炉渣, 至今已累计排放5000多万吨 j,既浪费了资源,
叉污染了环境。自20世纪6O年代起,我国对含
钛高炉渣的综合利用问题做了大量的研究工作, 主要的成果如下: 1.1用作建筑材料L4
普通的炉渣由于Ti0 含量低,可以直接用于
生产水泥,而高炉渣中Ti0 含量高,使它在这方
面的应用变得困难。有研究表明,活化高炉渣可
以用于生产钛矿渣硅酸盐水泥,而且试产的800t
水泥性能符合国家标准。
含钛高炉渣在建筑方面的另一个重要应用是
作为普通混凝土的骨料。含钛高炉渣分为重矿渣
和水淬渣,重矿渣化学成分稳定,破碎后可用作普 通混凝土的骨料,其性能满足使用要求。水淬渣
的物理性能和力学性能接近天然砂,且比天然砂
的强度高、棱角完整,可代替天然砂配制水泥砂浆
用于建筑工程。
含钛高炉渣还可以用来制作微晶玻璃。重庆
市硅酸盐研究所成功地研究出含钛高炉渣微晶玻
璃,直接浇注或用离心成形法制成玻璃板、玻璃管
材和其它形状的玻璃产品。四川轻工研究所和攀 钢研究院等用高炉渣和陶土的混合物制成瓷砖、
收稿日期:2006—07—15 作者简介:高水静(198O),河北唐山人,硕士。 地砖和釉面砖等,性能达到了同类产品要求的指
