[发明专利]还原钛铁矿粉的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于化学工程领域，涉及一种还原钛铁矿粉的生产方法。

背景技术

金红石是焊条药皮的优质原料，而天然金红石日益枯竭，人造金红石主要用于生产氯化 法钛白粉且价格昂贵，所以还原钛铁矿在焊条生产中受到极大的重视，目前80％以上的J442 型焊条药皮采用还原钛铁矿作为原料，其主要成分为TiO₂和Fe，它既有金红石改善电弧稳定 性及再引弧性能、改善熔渣流动性及焊缝成形、减少飞溅的作用，又有铁粉提高焊条熔敷性、 改善药皮导电及再引弧性能的作用。还原钛铁矿是生产电焊条的主要辅助材料之一。

随着焊条工业的快速发展，“还原钛铁矿粉”用量越来越大。传统还原钛铁矿粉生产工艺 主要采用隧道窑、馒头窑为主要设备，将钛铁矿、还原剂、脱硫剂置于窑内进行加热还原， 再经过粉碎、筛选得到。主要存在以下缺点：(1)反应温度高，均匀性难以控制；(2)生产 周期长，生产效率低；(3)热效率低，能耗高；(4)对钛铁矿选料有局限性；(5)自动化程 度低，劳动强度大、污染重。如专利88103956.X提供的“还原钛铁矿粉的制取方法及其用途”， 采用钛精矿为原料，先氧化焙烧后再用固体碳还原剂进行二阶段还原的两个步骤；专利 95104658.6提供的“电焊条用还原钛铁矿粉的制取方法”，采用TiO₂≥47％、P≤0.03％的钛精矿， 不进行氧化焙烧，而是直接与由焦炭粉和石灰石粉混合而成的还原剂分层相间隔的装入耐火 材料罐体中，在1200℃±100℃下经20～30小时还原而成。它们都存在上述的问题。

多年来多家科研单位及生产单位对利用迥转窑制作电焊条用还原钛铁矿粉也进行了大量 研究，脱硫、脱磷和脱碳问题仍然没能得到良好解决，产品的硫、磷和碳含量高，达不到国 家标准，所制作的还原钛粉铁矿粉在电焊条应用难度较大，因而国内一直没有成功的利用迥 转窑制出高品质的还原钛铁矿粉。同时迥转窑工艺还存在以下难题：①工艺复杂，还原时间 长，能耗高，环境污染大；②对原料要求高，只能处理FeO含量高的原料；③除碳不完全， 除碳工艺复杂；④还原程度不够，FeO含量高，产品质量低；⑤采用迥转窑粉料直接还原易 产生易结圈。如专利01131633“用迥转窑制作电焊条用还原钛铁矿粉的工艺”分为原料制备、 迥转窑还原、冷却窑冷却、精选处理等工序。该工艺存在的缺陷之一是原料制备工序中的原 料除采用钛铁矿粉、煤粉外还必须用石灰作脱硫剂，使得生产成本增加，并增加碳的含量对 产品质量带来影响，且工艺复杂。

专利200710066219.1“一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿生产的方法”提供了一种制备 焊条药皮用还原钛铁矿生产的方法，该方法采用复合球团配制-预氧化焙烧-复合球团碳热还 原-冷却控制等工序，制得TiO₂≥54％，FeO＜5％，C＜0.10％，S＜0.020％和P＜0.020％的电 焊条用还原钛铁矿。此方法具有产品质量稳定、对原料适用性强等优点，但是工序复杂，热 效率不高，需要将原料球团化，还原时间长，成本高。

专利2012100441081“一种工业微波窑炉生产还原钛铁矿的工艺方法”将原料送入微波高 温窑内依次进行预热、烧结和冷却，但是该方法依然采用的还原剂为煤灰还原剂，脱硫剂为 石灰，依然存在常规还原剂成本高的缺点。

专利申请号为CN1036228A中公开一种还原钛铁矿粉的制取方法，先对钛铁矿采用790～ 890℃氧化，然后加入还原剂进行高温还原，还原温度1140±25℃保持4小时，接着1240±25℃ 保持36分钟，此方法缺点是只适用于FeO/Fe₂O₃≥5的钛铁矿，存在原料选取的局限性，还原 温度高。

专利申请号为CN100500872C公开了一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法，先加 入粘结剂进行球团制备，然后进行氧化焙烧，接着加热还原，还原温度1050～1150℃，还原 时间180～280分钟，该方法虽然对选矿没有要求，但是还原温度高，时间长，造成能耗高， 生产效率低，须使钛精矿成球，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种还原钛铁矿粉的生产方法，该方法的工艺流程为 “钛精矿预热—氧化—强还原—隔绝空气冷却—还原钛铁矿粉”。该方法包括以下步骤：

(1)、利用高温烟气将钛精矿粉预热至950～1050℃，同时完成钛精矿粉的预氧化；