一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法

摘要

本发明涉及一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括物料混合，加热反应及冷却分选等三个步骤。本发明与现有技术相比较大促进了钛铁矿的还原速度，生产难度降低，可获得低FeO含量的还原钛；无需添加除硫剂即可获得低硫的还原钛；同时有利于提高钛铁矿的反应活性，使煤挥发份脱除速度增大，剩余的固定碳形成疏松多孔结构，更有利于后续的还原；原料反应活性提升，可使还原反应在较低的温度下进行，有效避免了窑内的烧结；利用该方法可同时获得高附加值的活性炭产品，整体收益高。

权利要求

1.一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，其特征在于：所述的钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法包括以下步骤：S1，物料混合，将烟煤和原料钛铁矿砂矿以1-3：5均匀混合并由窑尾加入回转窑内，将煤添加到窑头，且窑头位置煤和原料钛铁矿砂矿比例为1-3：10，最后将助剂通过回转窑的喷枪喷入到回转窑内，助剂量原料钛铁矿砂矿量的0—10%，所述的S1中的助剂为NaHCO3或含碳酸氢根的副盐中的任意一种；

S2，加热反应，完成S1步骤后，驱动回转窑运行，对物料连续加热反应10—60分钟，其中回转窑窑尾温度不低于800℃，窑中部与前端温度控制在1050-1150℃之间，窑头温度控制在800-950℃之间，窑头压力为1.1—2.1倍标准大气压；

S3，冷却分选，将S2步中经过回转窑加热反映后的物料输送到冷却窑冷却，料温冷却至

60℃以下后，首先磁选，然后由磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行再次筛分，大颗粒作为优质活性炭成品。

2.根据权利要求1所述的一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，其特征在于，所述的S1中，原料钛铁矿砂矿，其TiO2含量≥49%，S、P含量≤0.03%；窑尾烟煤为挥发份控制在

29 35%之间，粒度：＜5mm占比＜3%；窑头加入的煤挥发份≥34.0%。

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说明书

一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，属于化工冶金领域。

背景技术

[0002] 如何降低成本，提高经济效益同时结合我国的原料资源情况，是近几年焊条配方的主要改进方向。从生产现状来看，还原钛体系的J422焊条，占据很大优势，原因有：天然金红石资源的日益匮乏，钛白粉易使焊条药皮发红，增大飞溅，人造金红石需消耗大量电能，成本高。而还原钛价格较低，其主要成分为TiO2与金属铁，有利于改善焊条的工艺性能，提高产品质量，近几年得到广泛的应用。

[0003] 作为焊条用还原钛有着较为严格的要求，通常情况下要求TiO2≥56%，FeO≤7.0%，C≤0.2%，S、P≤0.03%。目前，主要采用隧道窑或回转窑进行生产，现有技术存在一定的不足，如专利CN1362308A提供了一种回转窑生产电焊条还原钛的方法，但该方法需额外加入除硫剂石灰，窑内温度控制出现波动时易导致窑内出现窑结，产品S含量超标等诸多问题；专利CN101758240A以低硫低磷钛铁矿为原料，通过调节窑内配风与产品碳含量进而控制还原钛产品的硫含量无需额外添加除硫剂石灰，调整窑内风压将窑内温度分成三个区段，窑尾预热温度400 520℃，烧成带950 1150℃，窑头保持微正压温度780 850℃，窑尾预热温度~ ~ ~
低，易导致后续还原难度大，窑内排出的烟气焦油量多等问题。

[0004] 持续改善现有还原钛生产技术，降低生产成本，根除环境污染是现阶段还原钛重中之重。本发明旨在新形势环保要求下，稳定低成本产出高质电焊条用还原钛。

发明内容

[0005] 本发明目的就在于克服上述不足，提供一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

[0006] 为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

[0007] 一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0008] S1，物料混合，将烟煤和原料钛铁矿砂矿以1-3：5均匀混合并由窑尾加入回转窑内，将煤添加到窑头，且窑头位置煤和原料钛铁矿砂矿比例为1-3：10，最后将助剂通过回转窑的喷枪喷入到回转窑内，助剂量原料钛铁矿砂矿量的0—10%；

[0009] S2，加热反应，完成S1步骤后，驱动回转窑运行，对物料连续加热反应10—60分钟，其中回转窑窑尾温度不低于800℃，窑中部与前端温度控制在1050-1150℃之间，窑头温度控制在800-950℃之间，窑头压力为1.1—2.1倍标准大气压；

[0010] S3，冷却分选，将S2步中经过回转窑加热反映后的物料输送到冷却窑冷却，料温冷却至60℃以下后，首先磁选，然后由磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行再次筛分，大颗粒作为优质活性炭成品。

[0011] 2、根据权利要求1所述的一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，其特征在于，所述的S1中，原料钛铁矿砂矿，其TiO2含量≥49%，S、P含量≤0.03%；窑尾烟煤为挥发份控制在29 35%之间，粒度：＜5mm占比＜3%；窑头加入的煤挥发份≥34.0%。~

[0012] 3、根据权利要求1所述的一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，其特征在于，所述的S1中的助剂为NaHCO3或含碳酸氢根的副盐或碳酸盐类中的任意一种。

[0013] 本发明与现有技术相比，其优点在于：

[0014] 1、助剂的引入，较大促进了钛铁矿的还原速度，生产难度降低，可获得低FeO含量的还原钛；

[0015] 2、通过优选原料与调整配风，无需添加除硫剂即可获得低硫的还原钛；

[0016] 3、通过调整配风，使得窑尾具有较高的温度，有利于提高钛铁矿的反应活性，同时使煤挥发份脱除速度增大，剩余的固定碳形成疏松多孔结构，更有利于后续的还原；原料反应活性提升，可使还原反应在较低的温度下进行，有效避免了窑内的烧结；

[0017] 4、利用该方法可同时获得高附加值的活性炭产品，整体收益高。

附图说明

[0018] 图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

[0019] 实施例1

[0020] 如图1所示，一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0021] S1，本案例所用钛铁矿TiO2含量为49%，S、P含量为0.02%，窑尾添加的烟煤挥发份为29%，粒度＜5 mm占比为1%，窑头添加煤的挥发份为34%。将2份的烟煤与10份的钛铁矿混合均匀后，由窑尾加入回转窑，将1份的煤、0.5份的碳酸氢钠通过喷枪由窑头加入窑内。

[0022] S2，通过调整窑身二次风与一次风，控制回转窑各段温度分布，其中窑尾温度为800℃，窑中部与前端温度控制在1050-1150℃之间，窑头温度控制在950℃，窑头保持微正压。

[0023] S3，从回转窑出来的物料至冷却窑冷却，料温冷却至40℃，磁选后有磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行筛分，大颗粒作为优质活性炭对外销售。

[0024] 实施例2

[0025] 如图1所示，一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0026] S1，本案例所用钛铁矿TiO2含量为56%，S、P含量为0.03%，窑尾添加的烟煤挥发份为35%，粒度＜5 mm占比为2%，窑头添加煤的挥发份为37%。将4份的烟煤与10份的钛铁矿混合均匀后，由窑尾加入回转窑，将3份的煤、0.份的碳酸氢钠通过喷枪由窑头加入窑内。

[0027] S2，通过调整窑身二次风与一次风，控制回转窑各段温度分布，其中窑尾温度为900℃，窑中部与前端温度控制在1050-1150℃之间，窑头温度控制在800℃，窑头保持微正压。

[0028] S3，从回转窑出来的物料至冷却窑冷却，料温冷却至60℃，磁选后有磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行筛分，大颗粒作为优质活性炭对外销售。

[0029] 实施例3

[0030] 如图1所示，一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0031] S1，本案例所用钛铁矿TiO2含量为52%，S、P含量为0.01%，窑尾添加的烟煤挥发份为30%，粒度＜5 mm占比为1.5%，窑头添加煤的挥发份为35%。将3份的烟煤与10份的钛铁矿混合均匀后，由窑尾加入回转窑，将2.5份的煤、0.3份的碳酸氢钠通过喷枪由窑头加入窑内。

[0032] S2，通过调整窑身二次风与一次风，控制回转窑各段温度分布，其中窑尾温度为880℃，窑中部与前端温度控制在1050-1150℃之间，窑头温度控制在850℃，窑头保持微正压。

[0033] S3，从回转窑出来的物料至冷却窑冷却，料温冷却至55℃，磁选后有磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行筛分，大颗粒作为优质活性炭对外销售。

[0034] 以上案例获得的副产品活性炭，均可以达到普通净水用活性炭的要求。

[0035] 获得的电焊条还原钛指标如下：

[0036]   TiO2 FeO C S P要求 ≥56.0% ≤7.0% ≤0.20% ≤0.03% ≤0.03%
实施例1 57.5% 4.50% 0.17% 0.025% 0.026%
实施例2 61.20% 4.30% 0.18% 0.022% 0.023%
实施例3 58.64% 4.75% 0.15% 0.028% 0.028%

[0037] 实施例4

[0038] 一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0039] S1，物料混合，将烟煤和原料钛铁矿砂矿以1-3均匀混合并由窑尾加入回转窑内，将煤添加到窑头，且窑头位置煤和原料钛铁矿砂矿比例为1-3，最后将助剂通过回转窑的喷枪喷入到回转窑内；

[0040] S2，加热反应，完成S1步骤后，驱动回转窑运行，对物料连续加热反应10分钟，其中回转窑窑尾温度为800℃，窑中部与前端温度控制在1050℃之间，窑头温度控制在800℃之间，窑头压力为1.1倍标准大气压；

[0041] S3，冷却分选，将S2步中经过回转窑加热反映后的物料输送到冷却窑冷却，料温冷却至60℃后，首先磁选，然后由磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行再次筛分，大颗粒作为优质活性炭成品。

[0042] 本实施例中，所述的S1中，原料钛铁矿砂矿，其TiO2含量≥49%，S、P含量≤0.03%；窑尾烟煤为挥发份控制在29 35%之间，粒度：＜5mm占比＜3%；窑头加入的煤挥发份≥~
34.0%。

[0043] 实施例5：

[0044] 一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0045] S1，物料混合，将烟煤和原料钛铁矿砂矿以1-5均匀混合并由窑尾加入回转窑内，将煤添加到窑头，且窑头位置煤和原料钛铁矿砂矿比例为1-10，最后将助剂通过回转窑的喷枪喷入到回转窑内，助剂量原料钛铁矿砂矿量的10%；

[0046] S2，加热反应，完成S1步骤后，驱动回转窑运行，对物料连续加热反应60分钟，其中回转窑窑尾温度为1000℃，窑中部与前端温度控制在1150℃之间，窑头温度控制在950℃之间，窑头压力为2.1倍标准大气压；

[0047] S3，冷却分选，将S2步中经过回转窑加热反映后的物料输送到冷却窑冷却，料温冷却至20℃后，首先磁选，然后由磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行再次筛分，大颗粒作为优质活性炭成品。

[0048] 本实施例中，所述的S1中，原料钛铁矿砂矿，其TiO2含量≥49%，S、P含量≤0.03%；窑尾烟煤为挥发份控制在29 35%之间，粒度：＜5mm占比＜3%；窑头加入的煤挥发份≥~
34.0%。

[0049] 本实施例中，所述的S1中的助剂为NaHCO3。

[0050] 实施例6

[0051] 一种钛铁矿砂矿制备电焊条用还原钛的方法，包括以下步骤：

[0052] S1，物料混合，将烟煤和原料钛铁矿砂矿以1-4均匀混合并由窑尾加入回转窑内，将煤添加到窑头，且窑头位置煤和原料钛铁矿砂矿比例为1-5，最后将助剂通过回转窑的喷枪喷入到回转窑内，助剂量原料钛铁矿砂矿量的1%；

[0053] S2，加热反应，完成S1步骤后，驱动回转窑运行，对物料连续加热反应40分钟，其中回转窑窑尾温度为950℃，窑中部与前端温度控制在1100℃之间，窑头温度控制在900℃之间，窑头压力为2倍标准大气压；

[0054] S3，冷却分选，将S2步中经过回转窑加热反映后的物料输送到冷却窑冷却，料温冷却至40℃后，首先磁选，然后由磁性物料经风选后获得还原钛产品；无磁性物质进行再次筛分，大颗粒作为优质活性炭成品。

[0055] 本实施例中，所述的S1中，原料钛铁矿砂矿，其TiO2含量≥49%，S、P含量≤0.03%；窑尾烟煤为挥发份控制在29 35%之间，粒度：＜5mm占比＜3%；窑头加入的煤挥发份≥~
34.0%。

[0056] 本实施例中，所述的S1中的助剂碳酸钙。

[0057] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。