处理低钛料的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9344552阅读:来源:国知局
,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0033]在本发明的一个方面,本发明提出了一种处理低钛料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(I)将第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石进行混合并造球,以便得到混合球团;(2)将混合球团进行干燥处理,以便得到干燥球团;(3)将所述干燥球团进行焙烧处理,以便得到金属化球团;以及(4)将所述金属化球团进行熔分处理,以便得到熔分铁和钛渣。发明人发现,通过使用炭黑作为还原剂,由于炭黑具有表面积大、颗粒细、单位质量颗粒多等优点,因此赋予炭黑较高的活性,使其作为还原剂时可以显著降低焙烧过程的反应温度和时间,从而降低球团的膨胀和粉化状况,同时由于炭黑结构呈紧密的网状链,使其具有较高的交联度,从而将其与低钛料等混合可以显著提高混合球团中各组分的交联性,进而进一步球团的强度,另外,与普通还原煤相比,炭黑灰分成分中不含二氧化硅和氧化铝成分,从而降低了二氧化硅和三氧化二铝对球团膨胀和粉化的影响,进而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。
[0034]下面参考图1对本发明实施例的处理低钛料的方法进行详细描述。根据本发明的实施例,该方法包括:
[0035]SlOO:将第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石进行混合并造球
[0036]根据本发明的实施例,将第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石进行混合并造球,从而可以得到混合球团。发明人发现,通过使用炭黑作为还原剂,由于炭黑较高的活性,选择其作为还原剂时可以显著降低焙烧过程的反应温度和时间,从而降低球团的膨胀和粉化状况,同时由于炭黑具有较高的交联度,从而将其与低钛料等混合可以显著提高混合球团中各组分的交联性,进而进一步提高球团的强度,另外,与普通还原煤相比,炭黑灰分成分中不含二氧化硅和氧化铝成分,从而降低了二氧化硅和三氧化二铝对球团膨胀和粉化的影响,进而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。
[0037]根据本发明的实施例,第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石的混合比例并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石可以按照质量比为1:(1?1.5):(0.4?0.7): (0.05?0.07): (0.1?0.2)进行混合。该配比的确定依据如下:降低混合物料中Si02、Al2O3的含量,使混合料中Si02、A1203含量落在本发明权利要求范围之内;炭黑配入量在满足权利要求中生球中铁氧化物的还原程度之外,还需要使生球团在直接还原后具有一定的强度;粘结剂的用量可保证生球的球团强度满足试验要求。
[0038]根据本发明的实施例,第一低钛料中可以含有20?30wt%的二氧化钛,第二低钛料中可以含有35?40wt%的二氧化钛。发明人发现,通过将第一低钛料与第二低钛料混合造球后进行焙烧处理,可以得到二氧化钛含量为53?62wt%的钛渣,从而有效解决了低钛料(可以含有20?30wt%的二氧化钛)无法直接利用的难题,进而提高了低钛料(可以含有20?30wt%的二氧化钛)的利用价值,同时丰富了生产海绵钛和钛白的原料来源。根据本发明的再一个实施例,第一低钛料和第二低钛料的粒度并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,第一低钛料和第二低钛料中粒度0.15?0.5mm的占65wt%以上。该粒度范围为两种低钛料的原始粒度分析,不需要进行磨细就可以直接利用。
[0039]根据本发明的实施例,炭黑的来源并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,炭黑可以来自于废旧轮胎热解。发明人发现,通过采用废旧轮胎热解得到的炭黑作为处理低钛料中的还原剂,不仅可以显著提高废旧轮胎的利用价值,而且还能解决废旧轮胎的环保利用问题。根据本发明另一个实施例,炭黑的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,可以选择碳含量为82?85wt %,灰分含量低于1wt %,挥发分含量低于6wt %的炭黑作为还原剂。发明人发现,该类型的炭黑可以显著提高球团的金属化率(金属化率高于88% ),并且由于该炭黑灰分和挥发分含量均较低,较普通还原煤相比,该炭黑中具有较低的二氧化硅和氧化铝成分,从而降低了二氧化硅和三氧化二铝对球团膨胀和粉化的影响,进而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。
[0040]根据本发明的再一个实施例,生石灰中氧化钙的含量不低于50wt %。发明人发现,采用该类型的石灰石作为助溶剂,不仅可以显著降低熔分过程的温度,而且可以显著提高钛渣和熔分铁的分离效率,从而在降低生产能耗的同时提高钛渣中二氧化钛的回收率。根据本发明的又一个实施例,粘结剂的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,粘结剂可以为选自糖蜜、淀粉和沥青中的至少一种。由此,可以进一步降低球团的膨胀和粉化状况。
[0041]S200:将混合球团进行干燥处理
[0042]根据本发明的实施例,将上述得到的混合球团进行干燥处理,从而可以得到干燥球团。由此,可以显著提高后续过程中球团的金属化率。根据本发明的一个实施例,干燥处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,干燥处理可以在100?120°C下进行2?4小时。发明人发现,该干燥条件下不仅可以提高球团的干燥效率,而且可以显著提高球团的强度,从而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。根据本发明的另一个实施例,干燥处理可以在隧道窑、回转窑或转底炉进行。
[0043]S300:将干燥球团进行焙烧处理
[0044]根据本发明的实施例,将上述得到的干燥球团进行焙烧处理,从而可以得到金属化球团。由此,可以将球团中铁的氧化物转化为金属铁,从而显著提高后续熔分过程中熔分铁和钛渣的分离效率,进而提高钛渣中二氧化钛的回收率。
[0045]根据本发明的实施例,焙烧处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,焙烧处理可以在1250?1280摄氏度下进行20?40分钟。发明人发现,该条件下可以显著提高球团的金属化率,从而提高后续熔分过程中熔分铁和钛渣的分离效率,进而提高钛渣中二氧化钛的回收率,同时该条件下完全没有熔化或粉化爆裂现象出现。具体的,所得金属化球团的金属化率高于88%,并且金属化球团中的FeO含量为5?9wt%,CaO含量为3.0?8.0wt%, MgO含量为L 3?3.0wt%,Si02 含量为 3.0 ?6.0wt %,A1203 的含量为 2.8 ?4.8wt %。
[0046]S400:将金属化球团进行熔分处理
[0047]根据本发明的实施例,将金属化球团进行熔分处理,从而可以得到熔分铁和钛渣。由此,可以实现钛料中钛渣与铁的有效分离,从而显著提高钛渣的品位。
[0048]根据本发明的实施例,熔分处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,熔分处理可以在1560?1580摄氏度下进行45?70分钟。发明人发现,该条件下可以显著提高后续熔分过程中熔分铁和钛渣的分离效率,进而提高钛渣中二氧化钛的回收率。具体的,所得钛渣中二氧化钛品位高达53?62%,二氧化钛的回收率高于98%,全铁含量不高于5%,熔分铁中全铁含量不低于92%,全铁回收率高于92%,二氧化钛含量不高于0.5%。
[0049]由此,根据本发明实施例的处理低钛料的方法可以有效解决低钛料球团直接还原过程中容易发生膨胀、粉化破碎等问题,并且所得钛渣中二氧化钛品位高达53?62%,二氧化钛的回收率高于98 %,全铁含量不高于5 %,使其可以为作为生产金属钛或钛白粉的原料使用,从而可以解决低钛料无法有效利用的技术难题。
[0050]在
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