[发明专利]用于钛矿石提选的耐火衬

说明书

技术领域

本公开涉及用于钛矿石提选的熔炉层状耐火衬。更具体地讲，本公开涉及内衬熔炉的耐火体，所述耐火体包含大比例的氧化铝和小比例的氧化锆。

背景技术

转底炉已被描述用于将包含氧化铁、二氧化钛和金属氧化物杂质的低级钛矿石如钛铁矿提选成包含高含量氧化钛的产品如钛渣和金属铁。然而，在转底方法中通过还原提选包含二氧化钛和金属氧化物杂质的低级矿石可能存在工艺难题。具体地讲，制得的富含钛的矿渣对于通常用于内衬熔炉的耐火材料可为高度腐蚀性的，造成内衬降解，这致使修复或替换耐火材料的生产停工时间增加。

与其中矿渣的冷冻衬用作耐火材料与熔融矿渣之间的保护屏障的典型钛铁矿熔炼方法不同，转底方法中的熔融矿渣可与耐火材料直接接触，并且因此耐腐蚀性耐火材料为必不可少的。

公开概述

本公开涉及用于钛矿石提选工艺的熔炉层状耐火衬，在所述工艺中形成富含氧化钛并且富含氧化铁的熔融矿渣，所述耐火衬包含：

(a)包含大比例氧化铝和小比例氧化锆的第一层；

(b)包含耐抗剂的第二层，所述耐抗剂为熔融矿渣与氧化铝和氧化锆的反应产物；其中所述第二层介于熔融矿渣和所述第一层之间。

所述第二层可在提选过程期间原位形成，或可通过向第一层表面施用包含二氧化钛源、碳源和粘合剂的糊剂以在其上形成涂层，将所述涂层熔融以致使所述涂层与第一层反应并且形成第二层来预先形成所述第二层。

所述熔炉可为电弧炉或转底炉。

所述第一层可包含氧化铝和氧化锆，其具有按所述第一层总重量计约90至约99重量％的氧化铝，以及约1至约10重量％的氧化锆。更具体地讲，按所述第一层总重量计，氧化铝在约97重量％至约98重量％范围内，并且按所述第一层总重量计，氧化锆在约1重量％至约2重量％范围内。所述层状耐火衬还可包含氧化钙和氧化镁、氧化钇、氧化铈、或它们的混合物。

在另一方面，本公开涉及在用于钛矿石提选工艺的熔炉耐火体中形成耐抗剂的方法，所述方法包括：

(i)形成包含碳基材料和含钛矿石的附聚物，所述附聚物的碳含量足以在高温下将氧化铁还原成氧化亚铁并且形成由氧化钛和氧化铁组成的矿渣；

(ii)将所述附聚物加入到活动底炉的碳床上，其中所述活动底炉包含耐火衬，所述耐火衬包含第一层，所述第一层包含大比例的氧化铝和小比例的氧化锆；

(iii)将活动底炉中的附聚物加热至足以还原并且熔融所述附聚物的温度以制得富含氧化钛的熔融矿渣，所述熔融矿渣与耐火衬接触以制得包含耐抗剂的第二层，所述耐抗剂为矿渣、氧化铝和氧化锆的反应产物；其中所述第二层形成于矿渣和第一层之间。

在又一方面，本公开涉及富含氧化钛的熔融矿渣的耐抗剂，所述耐抗剂包含含有大比例的氧化铝和小比例的氧化锆的耐火衬第一层与富含氧化钛的熔融矿渣的反应产物，在富含氧化钛的熔融矿渣存在下，所述耐抗剂耐抗包括开裂在内的降解。所述耐抗剂可为矿渣中的氧化钛与第一层中的氧化铝和氧化锆的反应产物。

在一个实施方案中，可将本公开理解为不包括任何不会实质上影响组合物或方法的基本和新型特征的要素或工序。此外，可将本公开理解为不包括任何本文未列出的要素或工序。

附图简述

图1为用于还原富含钛的矿石并且生产铁金属和高级氧化钛的转底炉的顶视图。

图2为本公开方法的简化示意图。

图3为比较实施例1中氧化镁基耐火材料的照片。

图4为比较实施例2中氧化铝基耐火材料的照片。

图5为比较实施例3中氧化铝基耐火材料的照片。

图6为实施例4中氧化铝基耐火材料的照片。

公开详述

在一种广泛使用的钛矿石提选方法中，在熔炉中将包含氧化钛的矿石转变成包含更高浓度的氧化钛的矿渣，所述矿渣适用于制备二氧化钛颜料。本公开涉及内衬至少一部分熔炉的耐火体，更具体地讲，所述耐火体形成用于钛矿石提选工艺的层状耐火衬。关于该工艺，使包含氧化钛的矿石形成包含碳基材料和钛矿石的附聚物。将所述附聚物加入到熔炉中以转变成矿渣和其它反应产物。附聚物的碳含量足以在高温下将氧化铁还原成氧化亚铁并且形成包含氧化钛和氧化亚铁的熔融矿渣。可将所述附聚物加入到活动底炉的碳床上。