本發(fā)明屬于鈦渣高效利用領(lǐng)域，具體涉及一種低品位鈦渣直接合金化的方法。
背景技術(shù)：
1、目前，傳統(tǒng)的釩鈦礦中鈦含量偏低，如將鈦資源進(jìn)行高效提取利用，需要將釩鈦礦經(jīng)過還原后得到鈦渣，鈦渣由于品位較低無法直接進(jìn)行提鈦，需要對含鈦爐渣進(jìn)行富集，得到高鈦爐渣。高鈦爐渣經(jīng)過硫酸法或氯化法進(jìn)行還原，最終得到鈦白粉或海綿鈦等鈦產(chǎn)品。從釩鈦礦到最終鈦產(chǎn)品，工藝流程長，且后續(xù)還原處理過程涉及大量化工過程，及含酸物料，不僅過程控制難度大，而且生產(chǎn)成本高，難以進(jìn)行工業(yè)化推廣。
2、鑒于上述原因，當(dāng)前釩鈦礦資源利用過程中只是對鐵、釩資源進(jìn)行了提取利用，大量的鈦資源殘留在爐渣中，大量含鈦爐渣仍以堆存的方式進(jìn)行處理，未被高值化利用，這不僅造成了鈦資源的流失，而且大量固廢的堆存，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明目的在于提供一種低品位鈦渣直接合金化的方法，實(shí)現(xiàn)了低品位鈦渣短流程高效利用的同時(shí)減小了環(huán)保壓力，促進(jìn)了鈦資源行業(yè)的綠色發(fā)展。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
3、一種低品位鈦渣直接合金化的方法，具體為：將低品位鈦渣、鐵精礦和造渣劑石灰按一定比例混合干燥后，與還原劑混合，然后加入冶煉爐內(nèi)，采用引燃方式引發(fā)鋁熱還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置冷卻、渣金分離，得到鈦鐵合金。
4、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述低品位鈦渣為釩鈦礦還原熔分冶煉過程中產(chǎn)生的含鈦副產(chǎn)物，其tio2含量為45%～55%。
5、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述低品位鈦渣中mgo含量≤4.5%，cao含量≤5.5%，sio2含量≤20%，feo含量≤5%。
6、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述鐵精礦中fe2o3含量≥90%，mgo含量≤4.5%，cao含量≤5.5%，sio2含量≤8.5%，al2o3含量≤1%，s含量≤0.06%，p含量≤0.02%，mn含量≤0.06%。
7、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述低品位鈦渣、鐵精礦的混合比例m∶m為1∶1～2∶1。
8、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述低品位鈦渣與造渣劑石灰的混合比例m∶m為2∶1～4∶1。
9、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述干燥是通過回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行加熱，加熱過程中可對物料進(jìn)行再次混合；所述干燥溫度控制在300～600℃，優(yōu)選450～600℃，干燥時(shí)間為2～5小時(shí)，優(yōu)選3.5～5小時(shí)，保證物料的脫水和混合效果。
10、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述還原劑為鋁粉和氯酸鉀混合物，其中，所述鋁粉的添加量為總物料的20～35%，所述氯酸鉀的添加量為總物料的10%～20%。
11、優(yōu)選地，本發(fā)明所述鋁粉的粒度為≤2mm。
12、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述冶煉爐為鑄鐵材質(zhì)，爐體底部鋪有鎂砂，可有助于冶煉后物料與爐體的分離。
13、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述加還原劑后的物料為分批次加入冶煉爐中，具體為：先將一部分加還原劑后物料加入到冶煉爐中，引燃后再將剩余物料分次加入，以使所有物料充分反應(yīng)。
14、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述鈦鐵合金的成份為ti：25～35%，al：7.0～8.0%，si：1.0～3.0%，c：0.04～0.1%，mn：0.9～1.35%，cu：0.02～0.05%，s：0.02～0.03%，p：0.01～0.02%，fe：余量，符合鈦鐵合金標(biāo)準(zhǔn)gb/t3282-2012。
15、本發(fā)明的發(fā)明原理及其有益技術(shù)效果在于：
16、本發(fā)明采用釩鈦礦還原熔分得到的低品位鈦渣作為原料，和一定比例的鐵精礦混合作為含鐵原料，同時(shí)采用鋁粉和氯酸鉀作為還原劑，以石灰作為造渣劑，將物料充分混合后通過鋁熱自蔓延反應(yīng)直接將鈦渣中的鈦和鐵精礦中的鐵直接還原，還原后得到的金屬鈦和金屬鐵在高溫下直接形成鈦鐵合金。為保證反應(yīng)的充分進(jìn)行，創(chuàng)新性的選擇了鋁粉和氯酸鉀的混合物作為高效還原劑。該方法可直接將低品位的鈦渣直接合金化得到鈦鐵合金，在實(shí)現(xiàn)低品位鈦渣短流程高效利用的同時(shí)，避免了傳統(tǒng)強(qiáng)酸還原提鈦，大大減小了環(huán)保壓力，促進(jìn)鈦資源行業(yè)綠色發(fā)展。
17、本發(fā)明采用鋁粉和氯酸鉀作為還原劑，可保證鈦氧化物和鐵氧化物在鋁熱自蔓延反應(yīng)過程中被充分還原。鋁粉相比鋁粒和鋁塊更容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，加入氯酸鉀可進(jìn)一步提升反應(yīng)速率，特別在自發(fā)放熱鋁熱反應(yīng)過程中，加入氯酸鉀可促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。
18、本發(fā)明以鐵精礦為含鐵原料，保證反應(yīng)熱量充分釋放外還可降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用推廣。
1.一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，具體為：將低品位鈦渣、鐵精礦和造渣劑石灰按一定比例混合干燥后，與還原劑混合，然后加入冶煉爐內(nèi)，采用引燃方式引發(fā)鋁熱還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置冷卻、渣金分離，得到鈦鐵合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述低品位鈦渣中tio2含量為45%～55%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述低品位鈦渣中mgo含量≤4.5%，cao含量≤5.5%，sio2含量≤20%，feo含量≤5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述鐵精礦中fe2o3含量≥90%，mgo含量≤4.5%，cao含量≤5.5%，sio2含量≤8.5%，al2o3含量≤1%，s含量≤0.06%，p含量≤0.02%，mn含量≤0.06%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述低品位鈦渣、鐵精礦的混合比例m∶m為1∶1～2∶1；所述低品位鈦渣與造渣劑石灰的混合比例m∶m為2∶1～4∶1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述干燥溫度為300～600℃，干燥時(shí)間為2～5小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述還原劑為鋁粉和氯酸鉀混合物，其中所述鋁粉的添加量為總物料的20～35%，所述氯酸鉀的添加量為總物料的10%～20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述鋁粉的粒度為≤2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述鈦鐵合金成份符合標(biāo)準(zhǔn)gb/t3282-2012。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低品位鈦渣直接合金化的方法，其特征在于，所述鈦鐵合金成份為ti：25～35%，al：7.0～8.0%，si：1.0～3.0%，c：0.04～0.1%，mn：0.9～1.35%，cu：0.02～0.05%，s：0.02～0.03%，p：0.01～0.02%，fe：余量。