[发明专利]降低熔渣中氮化钛和/或碳化钛含量的方法

说明书

本发明提供了一种降低熔渣中氮化钛和/或碳化钛含量的方法。该熔渣为钒钛磁铁矿熔炼过程中产生的熔渣，该方法包括采用包含水和/或二氧化碳的原料对熔渣进行氧化处理，得到反应后熔体。上述方法有效降低了熔渣中的碳化钛和/或氮化钛的含量。且本申请的上述降低熔渣中的碳化钛和/或氮化钛的方法经济环保，与现有技术中的留存部分FeO的方法相比，本申请的上述方法在降低了熔渣中的碳化钛和/或氮化钛含量的基础上，避免了铁的浪费，降低了成本，且使铁的综合回收率得以提高。

技术领域

本发明涉及钒钛磁铁矿炉渣技术领域，具体而言，涉及一种降低熔渣中氮化钛和/或碳化钛含量的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿在世界上分布广泛，其中，我国的钒钛磁铁矿主要分布于四川攀西地区和河北承德地区。随着钒钛功能材料应用领域的不断拓展，钒钛磁铁矿的综合利用受到各国越来越多的重视，目前，国内外对钒钛磁铁矿的综合利用主要根据钒钛磁铁矿的资源特点选择不同的冶炼和分离提取工艺来实现。

目前，钒钛磁铁矿的冶炼工艺有高炉流程、预还原-电炉法、还原-磨选法等，其中，较为成熟的工艺流程是高炉流程，但该工艺的局限性在于其仅能回收铁和部分钒，其他的冶炼工艺均不同程度的存在生成碳化钛、氮化钛两种高熔点物质的情况。碳化钛和氮化钛形成后，如对其量控制不好，易造成严重泡沫渣等生产事故。因此抑制这两种物质的生成或降低其在渣中的含量至关重要。关于高炉中碳化钛和氮化钛的形成机理和调控方式，在重庆大学邓青宇的博士研究论文中提出通过调整体系压力和富氧手段、调控渣型等方法来抑制碳/氮化钛的形成；在专利申请公开号为CN108998609A的中国专利申请中提出通过将预热和预还原后的钒钛磁铁矿通过矿枪直接喷吹进入HIsmelt炉中以控制渣中FeO百分比含量在3～15％，从而遏制TiO₂的过还原来降低炉渣中碳化钛和氮化钛的含量的方法。目前，高炉工艺处理钒钛磁铁矿需要配入大量的普通铁矿石调整渣型降低TiO₂含量，但现有留存部分FeO的方法会降低铁的回收率及渣中钛品位，从而导致铁资源的浪费，进而增加了成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种降低熔渣中氮化钛和/或碳化钛含量的方法，以解决现有技术中存在的降低炉渣中碳化钛和/或氮化钛含量的成本高以及铁回收率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种降低熔渣中氮化钛和/或碳化钛含量的方法，该熔渣为钒钛磁铁矿熔炼过程中产生的熔渣，该方法包括：在钒钛磁铁矿熔炼过程中，采用包含水和/或二氧化碳的原料对熔渣进行氧化处理，得到反应后熔体。

进一步地，上述水和/或二氧化碳的摩尔与熔渣中的碳化钛和/或氮化钛的摩尔之间的比例为2:1～6:1。

进一步地，上述水和/或二氧化碳的摩尔与碳化钛和/或氮化钛的摩尔之间的比例为4:1～6:1。

进一步地，将上述原料喷入熔渣中实现氧化处理，优选将原料喷入熔渣的中上部。

进一步地，采用顶吹或侧吹的方式进行喷入。

进一步地，上述原料为冶炼烟气，优选冶炼烟气为钒钛磁铁矿熔炼过程中产生的烟气。

进一步地，上述原料为水和/或二氧化碳。

进一步地，在上述钒钛磁铁矿熔炼过程中添加造渣剂，优选造渣剂包括石灰石，石灰石在钒钛磁铁矿熔炼时分解为氧化钙和二氧化碳，二氧化碳作为对熔渣进行氧化处理的至少部分二氧化碳。

进一步地，上述石灰石为石灰石粉末或石灰石块。

进一步地，上述氧化处理过程中产生CO和/或H₂，将CO和/或H₂用作钒钛磁铁矿熔炼过程中的燃气或者还原剂。