[发明专利]综合利用熔分渣的方法及碳氮化渣

说明书

技术领域

本发明涉及综合利用熔分渣的方法及碳氮化渣，属于矿物冶炼领域。

背景技术

攀枝花地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，储量达100亿吨，占全国钒钛磁铁矿总储量的90％以上，经选矿处理约有53％的TiO₂进入钒钛铁精矿，经高炉冶炼后，TiO₂几乎全部进入高炉渣，高炉渣中TiO₂的含量为22～25％。由于含钛矿物弥散分布在高炉渣中，很难分离。科研人员进行了很多富集回收利用的研究工作，由于钛回收率低，经济效益差等因素，未能实现产业化的应用，造成该部分钛资源白白浪费掉。

为了充分利用钒钛磁铁矿中的钛资源，经过科研人员的努力，在钛铁精矿经转底炉金属化还原后，经电炉熔化分离得到一种TiO₂含量较高(约为50％左右)的渣，该渣即为熔分渣。

熔分渣的主要矿物组成有黑钛石、钛铁晶石-磁铁矿固溶体、镁铝尖晶石、钛铁矿、硅酸盐玻璃隐晶质等。过渡还原的渣中有碳氮化钛固溶体和三氧化二钛固溶体出现。黑钛石主要含V、Ti物相，含量一股在70～80％，与深还原钛渣相比，熔分渣中含FeO相的钛铁晶石较多，它较深还原渣中大量存在的黑钛石的结晶温度低，因而熔分渣的粘度比深还原钛渣低，电导率比深还原钛渣高。

目前，已有采用硫酸法制钛白路线回收熔分渣中的钛的相关报道，但由于熔分渣中的CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃等杂质含量较高，导致熔分渣的酸解率偏低，给提钛造成了困难，提钛结果并不理想，未能制备出合格的钛白初品。即使制得了合格的钛白初品，但由于工艺路线、生产成本的原因，要真正实现产业化，也同样存在较大的难度。

综上所述，如何提高熔分渣的利用价值成为本领域迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能够提高熔分渣的利用价值的综合回收利用熔分渣的方法。

本发明综合利用熔分渣的方法包括如下步骤：

a、按重量配比将熔分渣45～65份、碳粉35～50份和粘结剂1～4份加水混匀并造球；其中，水的加入量以满足造球要求即可，按重量配比优选加水4～7份；

b、球团干燥后通入氮化炉中，于1400～1700℃加热60～180min，然后冷却得到碳氮化渣(冷却速度优选为5～20℃/h)。该加热温度和加热时间可以确保能耗最低，熔分渣的碳氮化率达到93％以上。

其中，为了使b步骤反应更充分，上述的熔分渣的粒度优选≤0.088mm，上述a步骤的碳粉的粒度优选为≤0.088mm。所述碳粉可以是冶金领域常用的碳粉，如：石油焦、碳黑(也叫炭黑)和/或无烟煤。

其中，上述的粘结剂优选为纤维素，如：甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、硝酸纤维素和/或醋酸纤维素。

其中，为了使b步骤反应更充分，上述a步骤造球所得球团的直径优选为10～15mm。

其中，为了进一步提高熔分渣的利用价值，上述方法的b步骤所得碳氮化渣还经过药剂选矿或细泥摇床选矿(按照常规的药剂选矿或细泥摇床选矿方法选矿即可)得到碳氮化钛质量含量为95％以上的碳氮化钛精矿，选矿后的尾矿制成建筑用砖。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种由上述综合利用熔分渣的方法制备而得的碳氮化渣。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种由上述综合利用熔分渣的方法制备而得的碳氮化钛精矿。

本发明所要解决的第四个技术问题是提供一种耐火材料，该耐火材料含有上述碳氮化渣；或含有上述碳氮化钛精矿。一股来说，耐火材料中添加5～30wt％的碳氮化渣或碳氮化钛精矿即可提高耐火材料的耐火性能。

本发明综合利用熔分渣的方法提高了熔分渣的经济利用价值，添加本发明碳氮化渣或碳氮化钛精矿的耐火材料的耐火性能明显提高，本发明为熔分渣的利用提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1本发明碳氮化渣的制备