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如何提高鈦鐵回收率

2021-11-09 14:34:02

文章摘要:

如何提高 鈦鐵 回收率 鈦在地球上儲量十分豐富,地殼中含鈦礦物有 140 多種,但目前具有開采價值的僅十余種。已開采的鈦礦物礦床可分為巖礦床和砂礦床兩大類,巖礦

如何提高鈦鐵回收率 

鈦在地球上儲量十分豐富,地殼中含鈦礦物有140多種,但目前具有開采價值的僅十余種。已開采的鈦礦物礦床可分為巖礦床和砂礦床兩大類,巖礦床為火成巖礦,具有礦床集中、貯量大的特點,這類礦床的主要礦物有鈦鐵礦、鈦磁鐵礦等。

鈦鐵在鋼鐵生產中用途廣泛,可用作脫氧劑、脫氮劑和合金添加劑,是一種用途較為廣泛的特種合金,在煉鋼過程中作為合金元素加入鋼中,能起到細化組織晶粒、固定間隙元素(碳、氮)、提高鋼材強度等作用。

高鈦鐵是冶煉鐵基高溫合金和優質不銹鋼等不可缺少的合金材料。隨著鋼質量的提高,品種的增加,對鈦鐵質量及品種的要求越來越高,國際市場對含鈦高的高鈦鐵的需求量較大,逐漸摸索出了一套提高鈦鐵回收率,有效降低生產成本的措施。

影響鈦鐵回收的因素

一、原材料因素

鈦精礦和金紅石的品質越高,冶煉效果越好;當金紅石的品位在90%以上,鈦精礦的品位在50%以上時,回收率較高;砂礦比原生礦冶煉效果好。鈦精礦中氧化亞鐵和氧化鐵比值越高,冶煉前焙燒效果越好,經濟技術指標也越好。鈦精礦和金紅石的粒度應適當,過細易飛揚則損失增大;過粗,鋁熱反應不充分,回收率下降;因此,金紅石的粒度一般控制在100160目,鈦精礦的粒度控制在40100目。鈦精礦和金紅石的比例應保持在3.51左右較合適。焙燒溫度一般控制在750℃850℃,焙燒時間為35h,焙燒溫度不足和時間過短都會影響單位熱效應和還原反應的充分進行,對回收率造成不利影響。 

生產鈦鐵用的鋁粒,其品位越高,對還原反應越有利,一般采用含鋁量98%以上的鋁粒。鋁粒的粒度大小會影響化學反應的速度和鋁的利用率,鋁粒過粗,比表[vi]面積小,界面化學反應持續時間長,不利于熱量的集中,且渣鐵不易分離,出鐵少鋁粒過細,飛揚和燃燒損失增大,同時,過細的鋁粒中氧化鋁量增加,造成配鋁不足,影響鈦的還原。

石灰作為熔劑配入爐料,可降低渣的熔點,改善爐渣的流動性,促使金屬懸浮物下沉,同時阻止氧化鈦和氧化鋁結合,有利于提高鈦的回收率。石灰含氧化鈣要高,粒度12mm,不用未燒透的和粉化吸水的石灰。石灰的配入量要適當,用量不宜過大,太大在還原過程中消耗的熱量過多,降低了系統所要達到的最高溫度,使反應難以進行。

硅鐵中的硅能與合金中的鈦結合成Ti5Si3等化合物,阻止鋁化合物的形成,減少進入合金中的鋁量,提高鋁的利用率,從而有利于鈦回收率的提高。

二、單位熱效應

影響單位熱效應的因素有:爐料的化學反應熱。爐料帶入的物理熱?;瘜W反應熱主要由鈦精礦、金紅石、氯酸鉀與鋁粒等物料的品位和配料量決定,物理熱主要由鈦精礦和金紅石的焙燒溫度決定。生產實踐表明,單位熱值低,還原反應難以進行,渣流動性差,渣中有較多含鈦的金屬球,渣鐵不易分離,出鐵量少;單位熱值高,反應激烈,爐渣攪動造成噴濺,過程損失大,產量低。

三、配鋁系數

從試驗得知,鈦的回收率隨著鋁用量的增加而上升,但配鋁量過多會降低反應的單位熱效應,使爐渣變稠,同時也容易造成合金鋁含量超標,影響產品質量。所以要獲得較高的鈦回收率,鋁的用量必須控制在一個最佳的范圍內。

四、加料速度

加料過程應該遵循先慢、中間快、最后慢這一原則。底料反應完畢開始加主料時,加料要慢,待熔池擴大后再增加加料速度,合適的速度應使反應迅速而均勻,反應后期應減慢速度,防止反應過激而引起噴濺。適當的加料速度,有助于熱量集中,鐵粒沉降好,出鐵量增加。加料過快易噴渣,合金含鈦低,含鋁高;加料過慢熱量不集中,熱損失大,出鐵量低。最后,要注意均勻加料,防止加料幅度變化太大或停止加料使合金出現夾渣。生產實踐表明,以入爐料總量為8T,下料時間控制在912分鐘為宜。

五、精煉料

精煉料又稱為沉淀劑,加入精煉料的目的是提高爐渣溫度、增強渣的流動性,使鈦鐵金屬顆粒容易從渣中沉降,同時精煉料反應生成的鐵水滴從上到下經過渣層時,能將懸浮在渣層含有較高鈦而比重較小的金屬珠帶入熔池,從而提高鈦的回收率。在冶煉反應末期,隨著渣層的增厚,液面上層結殼的速度也會加快,因此精煉料應有足夠的反應熱,要盡量預熱(溫度150200℃),同時加入料要及時、均勻且集中。精煉料反應完畢,加入2030Kg的石灰,保護渣面,使之緩凝,有利于鐵粒沉降。實踐表明,精煉料中除了配入鐵鱗、鋁粒和石灰外,還應配入與主料中相當的硅鐵量,有利于更好地控制成品中的鋁量,節省鋁粒。

六、放渣和脫爐時間

冶煉完成后要注意控制好放渣和脫爐時間,在鎮靜58分鐘后放渣,冷卻12h后方能拔去爐殼。若鎮靜時間過短,鐵還未完全沉降。冷卻時間過短,脫爐時一方面鐵未完全凝固容易脫漏,另一方面高溫下鈦容易被氧化,增大損失。

除了以上要求,還要做到取樣準確,混料均勻,將除塵灰和生產現場散落的原料及時回收入爐冶煉才能獲得良好的鈦鐵回收率。


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