[发明专利]一种钛铁矿的无渣生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种钛铁矿的无渣生产工艺。

背景技术

现有技术中，使用钛铁矿制取氧化钛的生产工艺是，将钛铁矿加碳造球，经烧结进入电炉，将温度控制在1600℃～1800℃、甚至1800℃以上，经碳还原、高温熔融，实现渣铁分离。上层得到高钛渣，下层得到热铁水。由于此种方法需要消耗大量的电能，且产生大量的废气，即运行成本相当高，污染很大。

赤泥的主要成分为：氧化铝10％～35％；氧化铁20％～55％；氧化硅5％～25％；氧化钠(钾)7％～13％；烧失量10％～15％；氧化钛、氧化镁、氧化钙、氟化物等5％～10％。它是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，其pH值很高，浸出液的pH值为12.1～13.0。中国是氧化铝生产大国，每年排放的赤泥高达数千万吨，而全世界每年产生的赤泥约七、八千万吨。相关行业一直将之堆存，既占用了大量土地，又对土壤、水源、大气等造成污染。水源的钠盐含量安全范围为30～400mg/L，而赤泥附液的钠盐度高达26348mg/L，如此高钠盐度的赤泥附液进入水体，其污染不言而喻。目前还没有经济可行的方法，将赤泥资源化、变害为利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种钛铁矿的无渣生产工艺，它可将钛铁矿、赤泥中的各元素完全分离和利用、变害为利，且运行成本很低、经济效益很高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钛铁矿的无渣生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：a)按照一定比例将钛铁矿、赤泥、煤制成混合生料；b)将上述混合生料加入到回转窑中，经过烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；c)将上述的还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝熟钛料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝钛熟料出口排出的高铝钛熟料，进入水淬槽中；经固液分离，得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。

优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、赤泥按照重量比1∶0.5～2.5混合；煤的重量为钛铁矿与赤泥混合物的总重量的20％～50％。

优选的，所述步骤a)中，混合生料还包括有石灰，即按照一定比例将钛铁矿、赤泥、石灰、煤制成混合生料。

优选的，所述钛铁矿、赤泥按照重量比1∶0.5～2.5混合；石灰、煤的重量分别为钛铁矿与赤泥混合物的总重量的5％～25％、20％～50％。

优选的，所述步骤b)中，回转窑内温度为摄氏800～1460度；混合生料在回转窑内进行烘干、预还原的时间为2～10小时；所述步骤c)中，还原料由回转窑经密闭通道进入到熔分炉内经过1～4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；所述步骤d)中，高铝熟料出口排出的高铝钛熟料进入水淬槽中；经固液分离，得到固体硅、钙、镁、铝，钛轻金属氧化物。

优选的，所述步骤b)中，回转窑内从尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度。

优选的，所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装至少一支燃气枪，燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部，对还原料进行加温、熔融；熔分炉内温度在摄氏1450～1700度，还原料在熔分炉内经过1～4小时，进行熔融、渣铁分离。

优选的，所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装三支燃气枪；在所述熔分炉尾部安装至少一支燃气枪，所有燃气枪的枪口均朝向熔分炉尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融。

优选的，还包括如下步骤：e)熔分炉内的高温气体，经密闭通道进入回转窑，从回转窑尾部的烟气出口排放出的烟气，经余热锅炉后得到热蒸汽，由余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐(或钾盐)；再经水幕除尘碱吸收塔，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、赤泥按照重量比1∶1混合；煤的重量为钛铁矿与赤泥混合物的总重量的40％。

优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、赤泥按照重量比1∶1混合；石灰、煤的重量分别为钛铁矿与赤泥混合物的总重量的10％、30％。