[发明专利]提高含钛高炉渣氯化效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学工程领域，具体涉及提高含钛高炉渣氯化效率的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿在世界上的储量很丰富，我国的储量名列前茅，攀西地区储量达百亿吨，钛资源总储量居全国之首。钒钛磁铁矿是一种多元素的共生矿，矿中含铁(在矿中以铁的氧化物形式存在)30～34Wt％，主要用作提铁、钒、钛的原料。

攀西地区生产的钒钛铁精矿中含有一定量的TiO₂，高炉冶炼后进入高炉渣而废弃，没能得到充分利用，极大影响了攀西地区钒钛磁铁矿中钛资源的综合利用效率。

攀钢集团公司针对高炉渣提钛技术开展了大量研究，形成了“高炉渣高温碳化还原，低温选择性氯化生成TiCl₄”工艺流程，有效提取高炉渣中的Ti。并完成实验室研究工作，并自筹资金建成年生产10kt/a(千吨/年)TiCl₄产业化示范线。目前高炉渣热还原处理运行稳定，渣中TiO₂还原率可稳定控制在85％以上，效果较好。低温选择性氯化运行效果不理想，TiO₂综合氯化效率偏低，仅为60％～70％，很难达到85％以上，没能达到设计水平，严重影响Ti回收利用效率，影响了全流程经济性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前碳化渣粒度分布较宽、统一操作条件及单一反应器对碳化渣中钛沸腾氯化率低，严重影响Ti回收利用效率，影响了全流程经济性。

本发明解决上述技术问题的方案是提供一种提高含钛高炉渣氯化效率的方法，包括以下步骤：

a、将经过高温热还原处理且破碎成80～400目的碳化渣分成粗粒级碳化渣、细粒级碳化渣和微细粒级碳化渣；

b、将粗粒级碳化渣、细粒级碳化渣和微细粒级碳化渣分别加入到三个沸腾氯化反应器进行沸腾氯化。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤a所述粗粒级碳化渣的粒度为80～140目。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤a所述细粒级碳化渣的粒度为120～200目。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤a所述微细粒级碳化渣的粒度为-200目。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤b所述粗粒级碳化渣沸腾氯化的操作条件为：氯化气速为0.1～0.3m/s，沸腾氯化炉的炉温为500～560℃，平均停留时间为40～70min。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤b所述细粒级碳化渣沸腾氯化的操作条件为：氯化气速为0.15～0.45m/s，沸腾氯化炉的炉温为480～520℃，平均停留时间为30～50min。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤b所述微细粒级碳化渣沸腾氯化的操作条件为：氯化气速为0.25～0.65m/s，沸腾氯化炉的炉温为450～500℃，平均停留时间为15～40min。

本发明提供的提高含钛高炉渣氯化效率的方法，将破碎后碳化渣有效分成80～140目、120～200目、200～400目三级粒级。针对三种不同粒级高炉渣分别对应三个不同操作条件在三台沸腾氯化反应器中进行沸腾氯化。通过控制沸腾氯化反应器中的氯气气速、高炉渣平均停留时间、反应温度等主要操作参数来控制反应器内流化状态，以提高高炉渣的氯化效率，使得高炉渣的氯化效率达到90％，大大提高了Ti回收利用效率。本发明提供的方法连续稳定性好，效率高，设备制作简单，投资少，占地面积小，能耗低、处理能力大、工业化容易。

附图说明

图1本发明提供的碳化渣分级及沸腾氯化工艺流程示意图。附图标记说明：1-高位料仓、2-进料螺旋及配套变频电机、3-流态化分级装置、4-气流分布板、5-旋风分离器、6-微细粒级碳化渣料仓、7-细粒级碳化渣料仓、8-粗粒级碳化渣料仓、9-微细粒级碳化渣沸腾氯化反应器、10-细粒级碳化渣沸腾氯化反应器、11-粗粒级碳化渣沸腾氯化反应器。

具体实施方式

提高含钛高炉渣氯化效率的方法，包括以下步骤：

a、将经过高温热还原处理且破碎成80～400目的碳化渣分成粗粒级碳化渣、细粒级碳化渣和微细粒级碳化渣；

b、将粗粒级碳化渣、细粒级碳化渣和微细粒级碳化渣分别加入到三个沸腾氯化反应器进行沸腾氯化。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤a所述粗粒级碳化渣的粒度为80～140目。

上述提高含钛高炉渣氯化效率的方法中，步骤a所述细粒级碳化渣的粒度为120～200目。