本實(shí)用新型屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合電爐處理鈦精礦的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。鈦及其合金在一般工業(yè)應(yīng)用中，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。

我國(guó)的鈦資源儲(chǔ)量非常豐富，但主要是鈦鐵礦，金紅石礦較少。國(guó)內(nèi)鈦鐵礦的缺點(diǎn)是品位低，雜質(zhì)含量高，直接用于制取金屬鈦和鈦白時(shí)，生產(chǎn)率低、“三廢”量大、生產(chǎn)成本高，不能直接滿足氯化法鈦白對(duì)原料的要求，因而常常需將其預(yù)先富集成高品位的富鈦料。

富鈦料的生產(chǎn)方法分為干法和濕法為主的兩大類，隨著環(huán)境問(wèn)題日顯突出，不僅要提高鈦產(chǎn)品年產(chǎn)量，還必須能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題。濕法生產(chǎn)因工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重已經(jīng)基本淘汰，干法工藝生產(chǎn)高鈦渣，將鈦精礦直接還原，還原后進(jìn)行磨選分離臺(tái)鐵、鈦，產(chǎn)品富鈦料酸溶性好，適于作為硫酸法鈦白的原料。但存在著還原溫度高，還原氣氛差，鈦、鐵回收率不高，富鈦料品味低的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合電爐處理鈦精礦的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鈦精礦氧化焙燒與還原焙燒先后完成，氧化焙燒區(qū)氧化充分，還原焙燒區(qū)還原效果好，電爐熔化分離獲得鐵水和富鈦渣。

本實(shí)用新型的目的之一是提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合電爐處理鈦精礦的系統(tǒng)，包括：轉(zhuǎn)底爐和電爐，

所述轉(zhuǎn)底爐包括入料口、出料口和擋墻，

所述擋墻位于所述轉(zhuǎn)底爐的爐體內(nèi)，將所述爐體內(nèi)的環(huán)形空間分隔為氧化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)，所述轉(zhuǎn)底爐入料口位于所述氧化焙燒區(qū)，所述轉(zhuǎn)底爐出料口位于所述還原焙燒區(qū)；

所述電爐包括入料口和出料口；

所述轉(zhuǎn)底爐出料口連接所述電爐入料口。

轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的環(huán)形空間被擋墻分隔為氧化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)。轉(zhuǎn)底爐爐底的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)。物料由轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入氧化焙燒區(qū)，經(jīng)氧化焙燒后進(jìn)入還原焙燒區(qū)，還原焙燒后的物料經(jīng)轉(zhuǎn)底爐出料口排出轉(zhuǎn)底爐。

本實(shí)用新型中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括細(xì)磨機(jī)、造球機(jī)、干燥裝置，

所述細(xì)磨機(jī)包括出料口；

所述造球機(jī)包括入料口和出料口；

所述干燥裝置包括入料口和出料口；

所述細(xì)磨機(jī)出料口連接所述造球機(jī)入料口，所述造球機(jī)出料口連接所述干燥裝置入料口，所述干燥裝置出料口連接所述轉(zhuǎn)底爐入料口。

細(xì)磨機(jī)用于將鈦精礦細(xì)磨至后續(xù)處理所需的粒度。造球機(jī)用于將混勻的鈦精礦顆粒造球。干燥裝置用于球團(tuán)的干燥，為后續(xù)焙燒做準(zhǔn)備。

本實(shí)用新型中，所述轉(zhuǎn)底爐進(jìn)一步包括還原混合劑入口，所述還原混合劑入口位于所述還原焙燒區(qū)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)底爐出料口端的爐頂。還原混合劑入口位于爐頂，便于還原混合劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐。還原混合劑入口設(shè)置在還原焙燒區(qū)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)底爐出料口端，使得干球團(tuán)進(jìn)入還原被燒區(qū)時(shí)就可與還原混合劑接觸。

具體的，所述擋墻的數(shù)量為兩個(gè)，所述兩個(gè)擋墻之間環(huán)形空間的弧度為150°～180°構(gòu)成所述氧化焙燒區(qū)，所述擋墻底部與所述轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離為10～20cm。擋墻底部到轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過(guò)，又要保證氧化焙燒區(qū)氣氛和還原焙燒區(qū)氣氛不互相干擾。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)底爐入料口與所述轉(zhuǎn)底爐出料口之間扇形區(qū)域的弧度為10°～20°。

本實(shí)用新型的另一目的是提供一種利用上述系統(tǒng)處理鈦精礦的方法，包括步驟：

A、將鈦精礦細(xì)磨造球，干燥后獲得干球團(tuán)；

B、將所述干球團(tuán)送入所述轉(zhuǎn)底爐，先進(jìn)行氧化焙燒，后進(jìn)行還原焙燒，獲得金屬化球團(tuán)，還原混合劑由所述還原混合劑入口進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐，在所述干球團(tuán)進(jìn)入所述還原焙燒區(qū)時(shí)將所述干球團(tuán)均勻覆蓋一層還原混合劑；

C、將所述金屬化球團(tuán)送入所述電爐熔化，熔化后熔清20～40min，出鐵留渣獲得鐵水和富鈦渣。

具體的，所述氧化焙燒區(qū)溫度為800～1000℃，所述還原焙燒區(qū)溫度為1100～1300℃，所述轉(zhuǎn)底爐的爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為2～5h。

本實(shí)用新型中，步驟A中將所述鈦精礦細(xì)磨至粒度≤200目的鈦精礦占的質(zhì)量百分比在80％以上，所述干球團(tuán)粒徑為10～20mm。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述還原混合劑包含碳酸鈉和還原劑，所述碳酸鈉：還原劑的質(zhì)量比＝1:4～10。

本實(shí)用新型中，所述還原劑中碳的質(zhì)量成分不低于80％，所述還原劑粒度為2～5mm；所述碳酸鈉粒度為0.5～2.5mm。

氧化焙燒是在氧化氣氛中進(jìn)行的，通過(guò)氧化焙燒使礦石中的某些成分發(fā)生氧化反應(yīng)。氧化過(guò)程也是難選及復(fù)合氧化物充分分解及發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變過(guò)程，晶型轉(zhuǎn)變時(shí)膨脹系數(shù)的變化使礦石爆裂粉化，從而改善了礦石的還原性能。鈦精礦經(jīng)氧化焙燒后還原，鐵的氧化物被還原成金屬鐵而鈦的氧化物不被還原，通過(guò)電爐熔化分離，獲得鐵水和富鈦渣，碳酸鈉的加入為了增強(qiáng)鐵氧化物的還原。

本實(shí)用新型提供的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合電爐處理鈦精礦的系統(tǒng)，將轉(zhuǎn)底爐分隔為氧化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)，實(shí)現(xiàn)了物料的氧化焙燒與還原焙燒一體完成；物料經(jīng)氧化焙燒區(qū)氧化后還原，還原效果好；還原焙燒區(qū)充分利用氧化焙燒區(qū)干球團(tuán)的顯熱，熔化分離采用熱裝金屬化球團(tuán)，能耗小、成本低。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合電爐處理鈦精礦的系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)底爐還原劑入口的局部示意圖；

圖3是本實(shí)用新型系統(tǒng)處理鈦精礦的方法流程示意圖。

圖中：

1-細(xì)磨機(jī)；2-造球機(jī)；3-干燥裝置；4-轉(zhuǎn)底爐；

401-轉(zhuǎn)底爐入料口；402-轉(zhuǎn)底爐出料口；403-擋墻；404-氧化焙燒區(qū)；405-還原焙燒區(qū)；406-還原混合劑入口；

5-電爐。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合電爐處理鈦精礦的系統(tǒng)，包括：細(xì)磨機(jī)1、造球機(jī)2、干燥裝置3、轉(zhuǎn)底爐4和電爐5。

細(xì)磨機(jī)1包括入料口和出料口。細(xì)磨機(jī)1用于將鈦精礦細(xì)磨至后續(xù)處理所需的粒度。

造球機(jī)2包括入料口和出料口。造球機(jī)2用于將混勻的鈦精礦顆粒造球。球狀的物料更利于在轉(zhuǎn)底爐中均勻受熱。合適的球團(tuán)粒度使球團(tuán)傳熱良好，達(dá)到良好的還原效果。

干燥裝置3包括入料口和出料口。干燥裝置3用于球團(tuán)的干燥，為后續(xù)焙燒做準(zhǔn)備。

轉(zhuǎn)底爐4用于干球團(tuán)的氧化焙燒和還原焙燒。

如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)底爐4包括入料口401、出料口402、擋墻403和還原劑混合入口406。擋墻403位于轉(zhuǎn)底爐的爐體內(nèi)，將爐體內(nèi)的環(huán)形空間分隔為氧化焙燒區(qū)404和還原焙燒區(qū)405。轉(zhuǎn)底爐入料口401位于氧化焙燒區(qū)404，轉(zhuǎn)底爐出料口402位于還原焙燒區(qū)405，還原混合劑入口406位于還原焙燒區(qū)405。

圖1和圖2中的虛線箭頭表示轉(zhuǎn)底爐中物料的運(yùn)動(dòng)方向。轉(zhuǎn)底爐4的爐體和爐底限定出環(huán)形空間。轉(zhuǎn)底爐4爐底的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)。物料由轉(zhuǎn)底爐入料口401進(jìn)入氧化焙燒區(qū)404，經(jīng)氧化焙燒后進(jìn)入還原焙燒區(qū)405，還原焙燒后的物料經(jīng)轉(zhuǎn)底爐出料口402排出轉(zhuǎn)底爐。經(jīng)轉(zhuǎn)底爐4處理的物料進(jìn)入電爐5，經(jīng)處理后獲得產(chǎn)品。

如圖2所示，還原混合劑入口406位于爐頂，便于還原混合劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐4。還原混合劑入口406設(shè)置在還原焙燒區(qū)405遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)底爐出料口端，與擋墻403有一定距離，使得干球團(tuán)進(jìn)入還原被燒區(qū)405時(shí)就可與還原混合劑接觸。

電爐5包括入料口和出料口。電爐5用于熔化金屬化球團(tuán)，獲得鐵水和富鈦渣。

細(xì)磨機(jī)1出料口連接造球機(jī)2入料口，造球機(jī)2出料口連接干燥裝置3入料口，干燥裝置3出料口連接轉(zhuǎn)底爐4入料口，轉(zhuǎn)底爐4出料口連接電爐5入料口。

具體的，擋墻403的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)擋墻之間環(huán)形空間的弧度為150°～180°構(gòu)成氧化焙燒區(qū)404，擋墻403底部與轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離為10～20cm。擋墻403底部到轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過(guò)，又要保證氧化焙燒區(qū)氣氛和還原焙燒區(qū)氣氛不互相干擾。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型實(shí)施例中轉(zhuǎn)底爐入料口401與轉(zhuǎn)底爐出料口402之間扇形區(qū)域的弧度為10°～20°。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，氧化焙燒是在氧化氣氛中進(jìn)行的，通過(guò)氧化焙燒使礦石中的某些成分發(fā)生氧化反應(yīng)。氧化過(guò)程也是難選及復(fù)合氧化物充分分解及發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變過(guò)程，晶型轉(zhuǎn)變時(shí)膨脹系數(shù)的變化使鐵礦石爆裂粉化，從而改善了鐵礦石的還原性能。鈦精礦經(jīng)氧化焙燒后還原，鐵的氧化物被還原成金屬鐵而鈦的氧化物不被還原，通過(guò)電爐熔化分離，獲得鐵水和富鈦渣。

另一方面，如圖3所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種利用上述系統(tǒng)處理鈦精礦的方法，包括如下步驟：

A、將鈦精礦細(xì)磨造球，干燥后獲得干球團(tuán)；

B、將干球團(tuán)送入轉(zhuǎn)底爐，先進(jìn)行氧化焙燒，后進(jìn)行還原焙燒，獲得金屬化球團(tuán)，還原混合劑由還原混合劑入口進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐，在干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)將干球團(tuán)均勻覆蓋一層還原混合劑；

C、將金屬化球團(tuán)送入電爐熔化，熔化后熔清20～40min，出鐵留渣獲得鐵水和富鈦渣。

具體的，氧化焙燒區(qū)溫度為800～1000℃，物料氧化焙燒時(shí)鼓入氧氣，氧氣體積為燃料體積的10～15％，還原焙燒區(qū)溫度為1100～1300℃，轉(zhuǎn)底爐的爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為2～5h。

本實(shí)用新型中，步驟A中將鈦精礦細(xì)磨至粒度≤200目的鈦精礦占的質(zhì)量百分比在80％以上，干球團(tuán)粒徑為10～20mm。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還原混合劑包含碳酸鈉和還原劑，碳酸鈉：還原劑的質(zhì)量比＝1:4～10。碳酸鈉的加入為了增強(qiáng)鐵氧化物的還原。

本實(shí)用新型中，還原劑中碳的質(zhì)量成分不低于80％，還原劑粒度為2～5mm；碳酸鈉粒度為0.5～2.5mm。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的系統(tǒng)和方法，擋墻將轉(zhuǎn)底爐分隔為氧化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)，物料的氧化焙燒與還原焙燒實(shí)現(xiàn)了一體完成；物料經(jīng)氧化焙燒區(qū)氧化后更有利于還原；還原焙燒區(qū)充分利用氧化焙燒區(qū)干球團(tuán)的顯熱，能耗小、成本低；金屬化球團(tuán)熱裝進(jìn)入電爐，降低了電爐的能耗。

實(shí)施例1

將某鈦精礦磨至粒度≤200目的質(zhì)量占比為82.23％，造球(球團(tuán)粒徑15mm)，干燥后從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，轉(zhuǎn)底爐氧化焙燒區(qū)弧度為150°，溫度控制820℃，鼓入燃料體積的12％的氧氣，還原焙燒區(qū)溫度控制1230℃，爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為2.5h，氧化焙燒后的干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)，還原混合劑(碳酸鈉：還原煤＝1:5，其中，還原煤中C的質(zhì)量成分：83.23％，粒度2～4mm，碳酸鈉粒度1～2mm)從還原混合劑入料口進(jìn)入，鋪滿干球團(tuán)，鋪滿還原混合劑的干球團(tuán)在還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)從轉(zhuǎn)底爐出料口排出，將所述金屬化球團(tuán)熱裝進(jìn)入電爐熔化分離獲得鐵水和富鈦渣。

實(shí)施例2

將某鈦精礦磨至粒度≤200目的質(zhì)量占比為84.87％，造球(球團(tuán)粒徑10mm)，干燥后從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，轉(zhuǎn)底爐氧化焙燒區(qū)弧度為160°，溫度控制900℃，鼓入燃料體積的10％的氧氣，還原焙燒區(qū)溫度控制1150℃，爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為4h，氧化焙燒后的干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)，還原混合劑(碳酸鈉：還原煤＝1:6，其中，還原煤中C的質(zhì)量成分：81.26％，粒度2～3mm，碳酸鈉粒度0.5～1.5mm)從還原混合劑入料口進(jìn)入，鋪滿干球團(tuán)，鋪滿還原混合劑的干球團(tuán)在還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)從轉(zhuǎn)底爐出料口排出，將所述金屬化球團(tuán)熱裝進(jìn)入電爐熔化分離獲得鐵水和富鈦渣。

實(shí)施例3

將某鈦精礦磨至粒度≤200目的質(zhì)量占比為83.26％，造球(球團(tuán)粒徑16mm)，干燥后從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，轉(zhuǎn)底爐氧化焙燒區(qū)弧度為170°，溫度控制950℃，鼓入燃料體積的15％的氧氣，還原焙燒區(qū)溫度控制1250℃，爐底旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為3h，氧化焙燒后的干球團(tuán)進(jìn)入還原焙燒區(qū)時(shí)，還原混合劑(碳酸鈉：還原煤＝1:9，其中，還原煤中C的質(zhì)量成分：82.28％，粒度1～2mm，碳酸鈉粒度3～5mm)從還原混合劑入料口進(jìn)入，鋪滿干球團(tuán)，鋪滿還原混合劑的干球團(tuán)在還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)從轉(zhuǎn)底爐出料口排出，將所述金屬化球團(tuán)熱裝進(jìn)入電爐熔化分離獲得鐵水和富鈦渣。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而非限制本實(shí)用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。