RU2503724C2 - Способ переработки титаномагнетитовых руд - Google Patents
Способ переработки титаномагнетитовых руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503724C2 RU2503724C2 RU2012115763/02A RU2012115763A RU2503724C2 RU 2503724 C2 RU2503724 C2 RU 2503724C2 RU 2012115763/02 A RU2012115763/02 A RU 2012115763/02A RU 2012115763 A RU2012115763 A RU 2012115763A RU 2503724 C2 RU2503724 C2 RU 2503724C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melting chamber
- slag
- charge
- melt
- iron
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 49
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 69
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 25
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 63
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 63
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 27
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 claims description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000365 skull melting Methods 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N iron titanium Chemical compound [Ti].[Fe] IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 235000010205 Cola acuminata Nutrition 0.000 description 1
- 244000228088 Cola acuminata Species 0.000 description 1
- 235000015438 Cola nitida Nutrition 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для эффективной переработки титаномагнетитовых руд сложного состава. Перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850-1900°C. Шихту загружают в плавильную камеру со скоростью 0,5-1,5 тонны в час на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру. Углеродистый восстановитель загружают в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты вдувают в виде порошка инжекторами в расплав. После наплавления полной ванны загрузку шихты в плавильную камеру прекращают на 8-12 минут, делают выдержку расплава, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами. Закончив выдержку, сливают раздельно из плавильной камеры 50-70% титанистого шлака и 60-75% накопившегося чугуна, после этого возобновляют загрузку шихты. Изобретение позволит увеличить производительность процесса и снизить материальные и энергетические затраты. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для эффективной переработки титаномагнетитовых руд сложного состава.
Объем производства чугуна и стали в мире непрерывно увеличивается. В связи с этим увеличивается и количество добываемых железных руд. В настоящее время уже ощущается дефицит качественной железной руды, как в нашей стране, так и за рубежом. В то же время известны, разведаны и почти не используются огромные по запасам месторождения титаномагнетитовых руд. К титаномагнетитовым рудам в общем случае относят не только чисто титаномагнетитовые, но и титаномагнетит-ильменитовые, ильменит-магнетитовые, ильменит-гематитовые. Для таких руд характерно наличие в их составе оксидов железа, оксидов титана и, часто, соединений ванадия. Применяемые технологии комплексной переработки железотитанистых руд определяются их химическим и минералогическим составами. Решающее значение имеет содержание в них TiO2. По содержанию TiO2 и отношению Fe/TiO2 железотитанистые руды и полученные из них концентраты делят на низкотитанистые (Fe/TiO2>8), железованадиевые (Fe/TiO2=2-8), и высокотитанистые (Fe/TiO2<2). [1]
Переработка титаномагнетитовых руд в доменных печах затруднена и часто невозможна из-за высокого содержания в них оксидов титана, приводящего к высокому содержанию оксидов титана в доменном шлаке и резкому увеличению вязкости таких шлаков. [2]
Низкотемпературное разделение соединений железа и титана титаномагнетитовых руд неэффективно из-за тесного срастания магнетита и ильменита. Поэтому предлагают различные способы пирометаллургического разделения полезных компонентов титаномагнетитовых руд (Fe, Ti, V) [2-5]. В большинстве случаев предлагают перерабатывать титаномагнетитовые руды и продукты их обогащения двухстадийным или многостадийным процессом. Сначала производят рудные окатыши, затем осуществляют твердофазное восстановление железа при температуре не выше 1400°C. Металлизованные окатыши после этого предлагается проплавлять в дуговых электропечах и разделять загружаемую шихту на металлическую фазу (чугун, содержащий ванадий) и титанистый шлак с низким содержанием оксидов железа. Для реализации подобных технологических схем требуется иметь хотя бы два металлургических агрегата: печь для твердофазного восстановления железа и дуговую электропечь [2-5]. Общими недостатками таких способов переработки титаномагнетитов являются многостадийность процесса, необходимость использования не менее двух металлургических агрегатов, низкая производительность процесса.
Известен способ переработки титаномагнетита [5], включающий формирование однородной по составу шихты, состоящей из титаномагнетита, углеродсодержащего восстановителя и связующего, гранулирование шихты, ее термическое восстановление с получением частично восстановленного продукта, состоящего из металлургической фракции, содержащей основную часть железа и шлаковой фракции, содержащей титан и остаточную часть железа, электроплавку с довосстановлением шлаковой фракции и разделением расплава на металлический и шлаковый компоненты, очистку металлического компонента от примесей с получением стали, измельчение шлакового компонента и его обогащение с получением титанового продукта (патент RU 2318899), выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога.
В известном способе термическое восстановление завершают при температуре, обеспечивающей переход шлаковой фракции в вязкопластичное состояние, частично восстановленный продукт измельчают с отделением металлической фракции от шлаковой, при этом электроплавке подвергают только шлаковую фракцию с получением металлического компонента, содержащего остаточную часть железа, и шлакового компонента, после чего металлическую фракцию объединяют с полученным металлическим компонентом с образованием металлической смеси, которую и подвергают очистке от примесей.
Термическое восстановление завершают при температуре 1330-1400°C. Частично восстановленный продукт измельчают до размера частиц шлаковой фракции менее 0,2-0,25 мм, при этом от шлаковой фракции отделяют металлическую фракцию с размером частиц не менее 0,2-0,25 мм.
Известный способ переработки титаномагнетита имеет следующие недостатки:
- необходимо два раза размалывать (измельчать) материалы: шихту исходную и шихту восстановленную;
- необходимо гранулировать размолотую исходную шихту;
- основной цикл процесса переработки титаномагнетитов осуществляют в двух металлургических агрегатах двухстадийным процессом: сначала твердофазное восстановление железа при пониженной температуре, затем высокотемпературное разделение восстановленного металла и титанистого шлака;
- твердофазное восстановление железа проводят при температуре, когда шихта переходит в вязкопластическое состояние, такой материал трудно размалывать;
- разделение металлической и шлаковой фаз после размалывания восстановленной шихты - тяжелая и малоэффективная операция;
- предлагаемый суммарный процесс переработки титаномагнетита малопроизводителен и не может обеспечить переработку большого количества руды;
- большие материальные и энергетические затраты на переработку титаномагнетита.
Задачей предлагаемого способа переработки титаномагнетитовых руд является осуществление высокопроизводительного эффективного процесса переработки титаномагнетитовых руд при высоких технико-экономических показателях.
Техническим результатом предлагаемого способа переработки титаномагнетитовых руд является:
- увеличение производительности процесса и снижение материальных и энергетических затрат на осуществление процесса путем переработки титаномагнетитов непрерывным одностадийным процессом в одном металлургическом агрегате;
- снижение затрат за счет исключения малопроизводительных операций размола и гранулирования шихты;
- проплавление шихтовых материалов непрерывно на поверхности и в объеме жидкого шлакорудного расплава в плавильной камере, отапливаемой топливокислородными горелками;
- осуществление жидкофазного восстановления железа шихтовых материалов в плавильной камере.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки титаномагнетитовых руд, включающем загрузку в гарнисажную плавильную камеру легкоплавких отходов черных металлов, их расплавление и нагрев расплава, загрузку шихты, содержащей титаномагнетитовую руду и флюс, и углеродистого восстановителя, проплавление шихты на поверхности и в объеме жидкого шлакорудного расплава,, восстановление железа и ванадия углеродистым восстановителем, раздельный слив чугуна и шлака из плавильной камеры, согласно изобретению, перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850-1900°C в подогревателе, герметично соединенным с плавильной камерой, монооксид углерода СО отходящих газов дожигают в подогревателе, вдувая в него нагретый в системе вторичного охлаждения плавильной камеры воздух с температурой 250-290°C, при этом шихту загружают в плавильную камеру со скоростью 0,5-1,5 тонны в час на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру, углеродистый восстановитель загружают в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты вдувают в виде порошка инжекторами в расплав, после наплавления полной ванны загрузку шихты в плавильную камеру прекращают на 8-12 минут, делают выдержку расплава, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами, закончив выдержку, сливают из плавильной камеры 50-70% титанистого шлака и 60-75% накопившегося чугуна, после этого возобновляют загрузку шихты.
Шлак, слитый из плавильной камеры, гранулируют и используют в виде гранул для производства ферротитана алюминотермическим способом.
Шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для производства ферротитана алюминотермическим способом.
Шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака.
Сливаемый из плавильной камеры шлак используют в жидком виде для получения ферросиликованадия и высокотитанистого шлака.
Подогрев шихты перед загрузкой в плавильную камеру отходящими из плавильной камеры с температурой 1850-1900°C газами в подогревателе, герметично соединенном с плавильной камерой, позволяет увеличить производительность плавильной камеры, снизить расход теплоносителя, уменьшить эксплуатационные затраты и снизить себестоимость продуктов переработки титаномагнетитовой руды. Кроме того, такой прием позволяет эффективно понизить температуру отходящих газов до 850-900°C и проще организовать утилизацию тепла отходящих газов. Температура отходящих газов 1850°C характерна для переработки менее тугоплавких титаномагнетитовых руд с меньшим содержанием оксидов титана. Температура отходящих газов 1900°C характерна для случая переработки титаномагнетитовых руд с высоким содержанием оксидов титана при более высокой температуре рабочего пространства плавильной камеры. Дожигание монооксида углерода СО отходящих газов в подогревателе путем вдувания в него нагретого в системе вторичного охлаждения плавильной камеры воздуха с температурой 250-290°C позволяет утилизировать химическое тепло отходящих газов, полезно использовать тепло воздуха из системы вторичного охлаждения плавильной камеры, повысить суммарный тепловой КПД процесса переработки титаномагнетитовой руды, снизить расход теплоносителей и уменьшить эксплуатационные расходы. Температура воздуха 250°C относится к плавильной камере небольших размеров, температура воздуха 300°C характерна для работы плавильной камеры больших размеров. Загрузка шихты со скоростью 0,5-1,5 тонны в час на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру, обеспечивает высокую производительность плавильной камеры и оптимальный расход теплоносителя. Скорость загрузки шихты 0,5 т/час на 1 МВт тепловой мощности горелок удобна при работе на рудах с высоким содержанием оксидов железа и использовании плавильной камеры с большой глубиной ванны и малой величиной удельной поверхности расплава в камере (отношение площади поверхности расплава к массе расплава, находящегося в плавильной камере. Скорость загрузки шихты 1,5 т/час на 1 МВт тепловой мощности горелок удобна при переработке руд с пониженным содержанием оксидов железа в плавильной камере с малой глубиной ванны и большой величиной удельной поверхности расплава в камере, так как величина удельной поверхности расплава определяет скорость и полноту восстановления оксидов железа.
Загрузка углеродистого восстановителя в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и вдувание порошка восстановителя в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты инжекторами в расплав обеспечивают высокую скорость и достаточную полноту восстановления железа из шихты. Большее количество вводимого восстановителя необходимо при переработке руд с высоким содержанием железа, так как при этом восстанавливается больше железа, а для науглероживания восстановленного железа до состава чугуна требуется дополнительное количество углерода. Вдувание части углеродистого восстановителя в виде порошка в расплав позволяет полнее восстановить оксиды железа в нижней части шлакорудного расплава и рационально использовать мелочь углеродистого восстановителя.
Прекращение загрузки шихты после наплавления полной ванны металла и выдержка расплава 8-12 минут при продолжении подачи восстановителя в расплав инжекторами позволяют довосстановить оксиды железа и ванадия шихты, дают возможность осадить капельки восстановленного металла в металлическую ванну и подготовить восстановленный шлаковый расплав к выпуску (сливу) из плавильной камеры. Выдержка 8 минут рекомендуется для плавильной камеры с малой глубиной металлической ванны и малой высотой шлакового расплава. Выдержка 12 минут рекомендуется для плавильной камеры с большой высотой шлакового расплава.
Слив из плавильной камеры после окончания выдержки 50-70% восстановленного шлака и 60-75% накопившегося металла необходим для продолжения процесса переработки титаномагнетитов с большой скоростью, так как оставшееся в плавильной камере количество шлака и металла обеспечивает быстрое плавление загружаемой шихты в жидкой ванне расплава.
Использование титанистого шлака, слитого из плавильной камеры, после грануляции для производства ферротитана алюминотермическим способом позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды за счет производства дополнительной продукции. Использование титанистого шлака, слитого из плавильной камеры, в жидком виде для производства ферротитана алюминотермическим способом позволяет улучшить показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды за счет исключения операции разливки шлака и показатели производства ферротитана за счет уменьшения расхода алюминия.
Использование шлака, слитого из плавильной камеры, для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды и организовать полностью безотходный процесс переработки руды.
Использование шлака, слитого из плавильной камеры, в жидком виде для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака позволяет еще больше повысить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды.
Уменьшение до 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты количества углеродистого восстановителя, вводимого в плавильную камеру, приводит к тому, что соединения ванадия не переходят в металл, а остаются в шлаке.
В таком случае слитый из плавильной камеры титанистый шлак, содержащий соединения ванадия, может быть использован для производства ферросиликованадия и высокотитанистого шлака, что также позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды и организовать полностью безотходный процесс переработки руды.
Способ переработки титаномагнетитовой руды осуществляется следующим образом (см. фиг.1).
Плавильную камеру 1 разогревают теплом работающих топливокислородных горелок 2. Одновременно через подогреватель шихты 3 в плавильную камеру загружают легкоплавкие отходы черных металлов, расплавляют их и заполняют жидким металлом металлическую ванну 4. После этого начинают загружать шихту с заданной скоростью через подогреватель 3 в плавильную камеру 1. Шихту составляют из титаномагнетитовой руды (или концентрата обогащения руды) и флюса (известь, известняк). Одновременно в плавильную камеру 1 загружают углеродистый восстановитель кусками через отверстие 5 и порошком инжекторами 6. Шихта проплавляется в жидкой ванне шлакорудного расплава 7. Одновременно идет процесс восстановления оксидов железа и науглероживания капелек металла. После заполнения всей металлической ванны 4 чугуном, загрузку шихты в плавильную камеру 1 прекращают на 8-12 минут, продолжая вводить углеродистый восстановитель в шлаковый расплав 7 инжекторами 6. Закончив выдержку, из плавильной камеры 1 сливают 60-75% накопившегося металла через металлическую летку 11 по желобу 12 и разливают на разливочном конвейере 13, либо в жидком виде передают в конвертер (не показан на рисунке) на передел чугуна в сталь и получение ванадиевого шлака. Одновременно из плавильной камеры 1 сливают 50-70% полученного титанистого шлака с низким содержанием оксидов железа через шлаковую летку 8 по желобу 9 в гранулятор 10, либо в шлаковый ковш с целью использования в дальнейшем в жидком виде для получения ферротитана, или ферросилиция и высокотитанистого шлака. После окончания слива чугуна и титанистого шлака возобновляют подачу шихты и углеродистого восстановителя в полном объеме в плавильную камеру 1 и цикл переработки титаномагнетитовой руды повторяют.
Пример, подтверждающий возможность внедрения в производство предложенного способа.
В 2 т дуговой печи с трансформатором мощностью 1,5 MB А и футеровкой из высокоглиноземистых огнеупоров провели 3 плавки с целью переработки обогащенной титаномагнетитовой руды. Перед загрузкой в печь шихту подогревали отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850°C в подогревателе. Монооксид углерода СО отходящих газов дожигали в рабочем пространстве дуговой печи. На каждой плавке сначала расплавляли 500 кг чугунного лома и нагревали расплав до 1500°C. Затем на расплав загружали шихту, состоящую из обогащенной титаномагнетитовой руды и извести со скоростью 0,7 т в час на 1 МВА мощности печного трансформатора.
Одновременно с шихтой в печь вводили углеродистый восстановитель (уголь) в количестве 21% углерода от массы оксидов железа шихты и в количестве 5% углерода от массы оксидов железа шихты вдували в виде порошка инжекторами в расплав. После проплавления всей шихты делали выдержку расплава под током в течение 10 минут, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами. В это время шихта в печь не загружалась. Затем полученный чугун и титанистый шлак сливали из печи раздельно: сначала скачивали 70% титанистого шлака в плоскую чугунную изложницу, затем 75% накопившегося чугуна в разливочный ковш. После этого возобновляли загрузку шихты, ри проведении экспериментов взвешивали шихтовые материалы и продукты плавки, а также определяли химический состав этих материалов. Результаты опытных плавок приведены в таблице. Полученные результаты свидетельствуют о возможности внедрения в производство и промышленной реализации предлагаемого способа переработки титаномагнетитовых руд.
Получение ферротитана алюминотермическим методом из ильменитовых руд, близких по составу к составу получаемого в соответствии с заявленным способом титанистого шлака применяется на практике и описано в литературе [6].
Получение ферросилиция и высокотитанистого шлака из титаномагнетитовых концентратов, близких по составу к составу титанистого шлака, получаемого заявленным способом, опробовано и описано в [2].
Получение ферросиликованадия из ванадиевых шлаков - продуктов переработки титаномагнетитов, успешно опробовано в полупромышленных и промышленных экспериментах [7].
| Таблица | ||||||||||||||||
| Результаты экспериментов по переработке обогащенной титаномагнетитовой руды в дуговой печи | ||||||||||||||||
| № плав- ки |
Израсходовано материалов, кг | Получено, кг | Содержание, % | |||||||||||||
| Руда | Чугун | Шлак | ||||||||||||||
| Чугун | Руда | Уголь | Из- весть |
Чугун | Шлак | ΣFeO | TiO2 | V2O5 | C | V | Si | TiO2 | ΣFeO | SiO2 | ||
| Из руды | Всего | |||||||||||||||
| 1 | 500 | 1500 | 331 | 50 | 825 | 1325 | 760 | 70,8 | 16,2 | 0,87 | 3,8 | 0,48 | 0,35 | 42,5 | 5,4 | 21,2 |
| 2 | 500 | 1500 | 338 | 50 | 820 | 1320 | 750 | 70,8 | 16,2 | 0,87 | 3,7 | 0,47 | 0,38 | 44,1 | 5,7 | 20,7 |
| 3 | 500 | 1400 | 325 | 50 | 780 | 1270 | 670 | 70,8 | 16,2 | 0,87 | 4,1 | 0,49 | 0,36 | 43,4 | 5,2 | 20,4 |
| Примечание: содержание соединений титана и ванадия в руде и в шлаке условно пересчитано на содержание TiO2 и V2O5. | ||||||||||||||||
Литература
1. Резниченко В.А., Шабалин Л.М. Титаномагнетиты, месторождения, металлургия, химическая технология. М. Наука. 1986. 294 с.
2. Леонтьев Л.И. и др. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. М. Металлургия. 1997. 432 с.
3. Патент RU 2206630. «Способ переработки титаномагнетитовой ванадийсодержащей руды на титанистый чугун, ванадиевый шлак и титансодержащий сплав». Авторы: Коршунов Е.А., Смирнов Л.А., Буркин С.П., Дерябин Ю.А., Логинов Ю.Н., Миронов Г.В. Патентообладатель: ОАО «Уральский институт металлов».
4. Патент RU 2361940. «Способ переработки ильменитовых концентратов». Авторы: Трегубенко В.В., Довлядов И.В., Конотопчик К.У., Бобков Л.Н., Корзун В.К. Патентообладатель: ОАО ХК «Технохим-холдинг».
5. Патент RU 2318899. «Способ переработки титаномагнетита». Авторы: Серба В.И., Фрейдин Б.М., Калинников В.Т., Майоров Л.А., Коротков В.Г., Колесникова И.Г., Кузьмич Ю.В., Ворончук СИ. Патентообладатель: Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук.
6. Д.Я. Поволоцкий, В.Е. Рощин, Н.В. Мальков. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М. Металлургия. 1995. 592 с.
7. Рысс М.А. Производство ферросплавов. М. Металлургия. 1985. 244 с.
Claims (5)
1. Способ переработки титаномагнетитовой руды, включающий загрузку в гарнисажную плавильную камеру легкоплавких отходов черных металлов, их расплавление и нагрев расплава, загрузку шихты, содержащей упомянутую руду и флюс, и углеродистого восстановителя, проплавление шихты на поверхности и в объеме жидкого шлакорудного расплава, восстановление железа и ванадия углеродистым восстановителем, раздельный слив чугуна и шлака из плавильной камеры, отличающийся тем, что перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850-1900°C, в подогревателе, герметично соединенном с плавильной камерой, монооксид углерода СО отходящих газов дожигают в подогревателе, вдувая в него нагретый в системе вторичного охлаждения плавильной камеры воздух с температурой 250-290°C, при этом шихту загружают в плавильную камеру со скоростью 0,5-1,5 т/ч на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру, углеродистый восстановитель загружают в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты вдувают в виде порошка инжекторами в расплав, после наплавления полной ванны загрузку шихты в плавильную камеру прекращают на 8-12 мин, делают выдержку расплава, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами, закончив выдержку, сливают из плавильной камеры 50-70% титанистого шлака и 60-75% накопившегося чугуна, после этого возобновляют загрузку шихты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, слитый из плавильной камеры, гранулируют и используют в виде гранул для производства ферротитана алюминотермическим способом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для производства ферротитана алюминотермическим способом.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сливаемый из плавильной камеры шлак используют в жидком виде для получения ферросиликованадия и высокотитанистого шлака.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012115763/02A RU2503724C2 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Способ переработки титаномагнетитовых руд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012115763/02A RU2503724C2 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Способ переработки титаномагнетитовых руд |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012115763A RU2012115763A (ru) | 2013-10-27 |
| RU2503724C2 true RU2503724C2 (ru) | 2014-01-10 |
Family
ID=49446281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012115763/02A RU2503724C2 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Способ переработки титаномагнетитовых руд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503724C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720788C2 (ru) * | 2015-11-18 | 2020-05-13 | Минтек | Усовершенствованный способ плавки ильменита |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1696478A1 (ru) * | 1988-09-12 | 1991-12-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Способ проплавки титаномагнетитовых руд в доменной печи |
| SI9800280A (sl) * | 1998-10-29 | 1999-02-28 | Štefan Žvab | Postopek pridobivanja ferotitana |
| RU2167944C2 (ru) * | 1998-08-11 | 2001-05-27 | Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации | Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали |
| RU2206630C2 (ru) * | 2001-05-31 | 2003-06-20 | ОАО "Уральский институт металлов" | Способ переработки титаномагнетитовой ванадийсодержащей руды на титанистый чугун, ванадиевый шлак и титаносодержащий сплав |
| RU2318899C1 (ru) * | 2006-07-07 | 2008-03-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Способ переработки титаномагнетита |
-
2012
- 2012-04-20 RU RU2012115763/02A patent/RU2503724C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1696478A1 (ru) * | 1988-09-12 | 1991-12-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Способ проплавки титаномагнетитовых руд в доменной печи |
| RU2167944C2 (ru) * | 1998-08-11 | 2001-05-27 | Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации | Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали |
| SI9800280A (sl) * | 1998-10-29 | 1999-02-28 | Štefan Žvab | Postopek pridobivanja ferotitana |
| RU2206630C2 (ru) * | 2001-05-31 | 2003-06-20 | ОАО "Уральский институт металлов" | Способ переработки титаномагнетитовой ванадийсодержащей руды на титанистый чугун, ванадиевый шлак и титаносодержащий сплав |
| RU2318899C1 (ru) * | 2006-07-07 | 2008-03-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Способ переработки титаномагнетита |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720788C2 (ru) * | 2015-11-18 | 2020-05-13 | Минтек | Усовершенствованный способ плавки ильменита |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012115763A (ru) | 2013-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106048109B (zh) | 一种混合熔渣熔融还原回收与调质处理的方法 | |
| CN106191344B (zh) | 一种混合熔渣熔融还原生产与调质处理的方法 | |
| CN106048107B (zh) | 一种含钛混合熔渣熔融还原生产和调质处理的方法 | |
| JP5522320B1 (ja) | 製鋼スラグ還元処理方法 | |
| CN106048108B (zh) | 一种含钛混合熔渣熔融还原回收与调质处理的方法 | |
| RU2479648C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки красных шламов | |
| CN106755654A (zh) | 一种熔渣冶金熔融还原生产的方法 | |
| CN106755656A (zh) | 一种熔渣冶金一步法回收的方法 | |
| CN102337408B (zh) | 不锈钢氧化铁皮再生利用二步还原法 | |
| JP2015514875A (ja) | フェロニッケルスラグを利用したフェロシリコンとマグネシウムの製造方法及びそれに用いられる製造装置及び溶融還元炉 | |
| CN106755652A (zh) | 一种含钛熔渣冶金一步法回收的方法 | |
| CN105431557A (zh) | 助熔剂、其生产工艺、造块混合物和来自二次冶金的炉渣的用途 | |
| CN106755655A (zh) | 一种混合熔渣冶金熔融还原的回收方法 | |
| CN106755658A (zh) | 一种含钛熔渣冶金还原生产的方法 | |
| CN105063266B (zh) | 一种转炉炼钢方法 | |
| CN106755653A (zh) | 一种含稀土或铌熔渣冶金熔融还原生产的方法 | |
| CN106755657A (zh) | 一种含钛混合熔渣冶金熔融还原回收的方法 | |
| RU2503724C2 (ru) | Способ переработки титаномагнетитовых руд | |
| RU2347764C2 (ru) | Способ производства портландцементного клинкера из промышленных отходов | |
| CN103421925A (zh) | 一种制备氯化钛渣的方法 | |
| CN106755659A (zh) | 一种含稀土混合熔渣冶金熔融还原回收的方法 | |
| CN103451454B (zh) | 一种生产氯化钛渣的方法 | |
| CN108558244B (zh) | 一种利用热态转炉渣制备水泥混合料的装置及制备方法 | |
| CN114107773B (zh) | 一种50钒硅铁及其制备方法 | |
| RU2699468C1 (ru) | Способ производства стали |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190421 |