9、国钛渣生产技术现状

我国钛渣生产技术现状工、前言我国钛资源比较丰富，除少量钛铁砂矿外，主要以钛铁岩矿为主，国内钛铁岩矿的缺点是品位低，杂质含量高，不能直接满足氯化法钛白对原料的要求，仅适宜作硫酸法钛白的原料。由于硫酸法钛白生产过程中产生大量难以治理、污染环境的“三废”，近年来全球硫酸法钛白产能急剧萎缩。随着我国氯化法钛白以及海锦钛工业的快速进展，对高品位富钛料的需求日益增加。因此,寻求经济合理的钛原料处理方法，将我国丰富的钛铁矿资源加工成富钛料是我国钛白和钛材产业进展的当务之急。国内从上世纪5（）年月就开头对电炉冶炼钛渣的生产工艺进展争论开发，经过近5（）年的进展，目前全国钛渣生产力量仍很小，约15万吨/年，仅占世界年生产力量的5%o假设加上攀钢正在建设的年产6万吨钛渣厂和承德年产3.3万吨的高钛渣厂，全国总生产力量也仅占世界的8.1%,与我国丰富的钛资源和全球其次大钛白生产国的地位极不相称。因此，必需加快我国钛渣产业的发展，为钛白和钛材业供给更多的优质原料•，减轻钛白行业环保压力，促进我国钛白和钛材工业整体水平的全面提高。2、国内钛渣技术进呈现状国内钛铁矿一般直接供硫酸法钛白生产作原料，少量加工成富钛料，供氯化法钛白、四氯化钛、海绵钛和电焊条工业使用。随着海绵钛和氯化钛白工业的快速进展，对钛渣等富钛料的需求越来越大，国内钛渣产量逐年增加。2023年全球氯化法钛白使用富钛料占整个钛白工业原料55%,硫酸法钛白占45%o世界钛白工业使用富钛料量占所用原料75%以上。而目前国内氯化法钛白、稣化钛、海绵钛和电焊条工业四项合计使用的富钛料才占国内钛矿消耗量的7.5%,硫酸法钛白占92.5%,占国外相比方距较大，说明在我国讲展富钛月前景帮阔.硫酸法钛白生产虽然可以承受钛铁矿做原料，但存在酸耗量大、副产品硫酸亚铁多、不溶固体杂质量增加和废酸废液难治理等问题。承受富钛料（酸溶性钛渣）可以削减酸耗量30%并解决硫酸亚铁问题，从而减轻环保压力，提高设备产能，U前国外越来越多的厂家都将其原料改成钛渣和人造金红石等富钛料。氯化法钛白和海绵钛生产的第一道工序是制取TiC14,用钛铁矿生产TiC14时，由于钛铁矿中杂质含量高，每生产1吨TiC14产出约（）.92吨氯化物杂质，使氯耗和“三废”增加，氯化炉产能降低，TiC14的生产本钱上升，所以国内外的生产厂家从不用TiO2低于60%的钛近几年，中国金属钛和钛白粉行业进展迅猛，金属钛及钛白粉总产量分别以每年30〜50%、6%〜8%的速度增长，2023年，金属钛产量达9370多吨，钛白粉产量达55万t,对钛铁矿的需求量日益增加。中国的钛资源比较丰富，主要以钛铁矿为主，四川钛矿占全国钛矿总储量领%以上」但中国钛矿90%以上是共生岩矿，TiO2含量低，成分简单，要富集到满足氯化要求的高品位富钛料需做大量争论开发工作。广东、广西、海南等地的砂矿虽然简洁开采且品位较高，但没有大型矿床，难于满足大规模开采的要求。中国的钛矿选厂共有80多家，其中攀钢的产能30多万t/a,云南约25万t/a,广东、广西、海南3省共约35万t/a,全国合计产能约90万t/a。而目前国内钛铁矿年需求量约140万K商品矿供不应求，需从澳大利亚、加拿大等国进口钛铁矿和高钛渣，从越南、印度和朝鲜进口钛矿。由于目前世界范围适合氯化法技术的高品位自然金红石原料供给严峻缺乏，每年仅41万t左右'因此狂龙氯化法用的龛钛料，定现生产规模太型在对讲孱中国全雇钛和铁白丁业且右重呼者V」我国从50年月末开头冶炼钛渣的争论，当时电炉容量是400kVA放开式电炉，到今日已有近50年的历史。目前全国拥有钛渣电炉30多台（不包括乡镇企业），是世界上拥有钛渣电炉台数最多的国家，生产力量约15万t/a,产量约12万t/ao最大的电炉容量7000kVA〔在建的最大容量25000kVA），为半密闭（矮烟罩）式电炉，最小的电炉容量400kVA,是放开式电炉,钛渣产品Ti02大「90%,绝大局部在92%TiO2以上，这些产品中约50%作为牛.产氯化钛白和海绵钛的原料,50%用于生产人造金红石，作为电焊条的原料。目前国内还没有用钛渣做硫酸法钛白粉生产的原料，说明我国钛白工业环保压力大。我国高钛渣生产的特点是：电炉台数多、容量小、产量低、技术落后，除少数在建电炉外，根本上是七八十年月的技术水平，产品全部在国内市场销售，未进入国际市场。3、国内钛渣科研状况我国钛资源的特点是钛品位低，大局部是钛磁铁矿，原生钛矿不能直接用于生产氯化钛白、海绵钛和电焊条，必需承受冶炼钛渣或生产人造金红石等富钛料的方法才能满足需求。国内冶炼钛渣试验最早始于五十年月，1957年北京有色金属争论总院做了用钛铁矿制取高钛渣扩大试验，此后过了近20年时间，国内一些科研单位和生产厂家才大量进展钛渣冶炼试验：①1975年在宣化钢铁公司五七厂做了400kVA电炉冶炼铁和钛渣试验；②1976年在阜铁合金厂做了400kVA电炉冶炼铁和钛渣试验；③1976年用锦州铁合金厂1800kVA电炉做了熔炼铁和钛渣试验；④1979年用遵义钛厂6300kVA电炉进展了电炉熔炼高钛渣试验；⑤1979年在锦州铁合金厂1800kVA电炉上再次做了冶炼酸铸性钛渣工业试验；⑥1980年用锦州铁合金厂4000kVA电炉做了冶炼氯化钛渣试验；⑦1982年在遵义钛厂6300kVA电炉上做了冶炼氯化钛渣试验。这些试验都是在敞口电炉上进展的，承受自焙电级，一次加料，操作中存在翻渣结壳现象，电流不稳，变压器力量不能充分发挥，煤气和半钢得不到很好利用。尽管我国从50年月就开头钛渣冶炼试验，但真正进展产业化是在 70年月，自“六•五”U980-1985）以来，我国加大了高钛渣制备技术及产业化开发力度，到目前为止，争论工作取得了长足进展，完成了大量根底争论和探究性试验，开展了密闭电炉连续加料、配碳方式、明弧或半明弧、薄料层操作、稳定炉况操作条件等系列争论，先后承受24kVA、100kVA、187kvA、250kVA、400kVA>650kVA>1800kVA>3200kVA和6000kVA各种规模的电炉，做了攀枝花钛精矿预氧化球团预复原球团和粉矿直接入炉冶炼酸溶性钛渣3种原料方式的半工业性和工业性试验，积存了丰富的试验数据和阅历。（1）攀枝花钛精矿球团冶炼高钛渣试验1978年，在宣钢五七厂400kvA电炉、阜铁合金厂400kvA电炉、锦州铁合金厂1800kvA电炉和遵义钛厂6000kVA电炉冶炼攀枝花钛精矿试验的根底上，锦州铁合金厂用3000kvA和1800kvA两台电炉同时进展攀枝花钛铁矿球团料冶炼高钛渣试验，试验目的是为熔盐氯化工业试验供给钛渣原料。试验共投矿300吨，生产出134吨高钛渣，高钛渣的成分根本稳定在82%Ti02,CaO+MgO=7.94%,冶炼过程炉况稳定，但冶炼回收率极低，仅为83.3%。试验钛渣成分见表1,复原生铁成分见表2,主要技术经济指标见表3o表1钛渣化学成分，%Ti02ZFeAI2O3Si02Cr2O3V2O5MnOCaOMgOPCS82.413.012.243.30<0.06<0.200.970.857.090.007J0.191.01表2复原生铁化学成分，，%CSiMnPSCaMgTi2.250.250.150.051.15微微微表3钛渣主要技术经济才旨标,t/t钛渣,钛精矿石油焦焦炭纸浆电极炉前电耗冶炼回收率2.20t0.404t19.88kg0.231t57.50kg3560kwh83.30%1979年，锦州铁合金厂和北京有色金属争论总院在锦州铁合金厂1800kvA电炉上再次进展了攀枝花钛精矿团料冶炼酸溶性钛渣工业试验，试验共投料205.5吨，冶炼64炉，试制出平均含TiO278.2%的酸溶钛渣108吨，经酸溶性试验测定平均酸解率为94.5%,在上海东升金属厂以硫酸法生产出合格钛白，钛渣的主要技术经济指标见表4。表4钛渣主要技术经济指标，t/t钛渣钛精矿石油焦纸浆电极炉前电耗动力电耗冶炼回收率1.907t0.270tO.llOt35.0kg2487kwh200kwh90.30%球团料冶炼钛渣工艺过程是先将攀枝花钛精矿参加纸浆等混捏成球团，球团烘干后再入敞口电炉冶炼，整个工艺过程过于繁琐，钛的回收率较低，为90.3%0另外，炉料中参加纸浆、敞口电炉冶炼使大量的有毒气体和粉尘进入大气，污染环境，而且产品钛渣中硫含量高达1.01%,副产半钢硫含量达1.15%,加大了半钢应用或进一步深加工的难度，无法实现产业化。（2）攀枝花钛精矿氧化焙烧一密闭电炉冶炼钛渣半工业试验1980—1981年，北京有色金属争论总院、锦州铁合金厂、沈阳铝镁设计争论院在试验室做了攀枝花钛铁矿氧化焙烧脱硫条件试验，然后将187kvA敞口电炉进展密闭后做了冶炼钛渣的探究试验。在此根底上，沈阳铝镁设计争论院完成了187kVA密闭电炉的设计，锦州铁合金厂制造并安装了回转窑和187kVA密闭电炉。1982年在（p0.54x8米的回转窑中进展了氧化焙烧脱硫试验，回转窑转速为2.2转/分，烧成带温度900—1050℃,加料速度700公斤/小时，窑利用系数7.2吨/米3•天，柴油消耗43公斤/吨矿。此后进展了密闭电炉冶炼钛渣试验，其中连续冶炼20天，冶炼钛渣128炉（酸溶性钛渣103炉、氯化钛渣5炉、两广矿高钛渣20炉），生产钛渣22吨。冶炼攀枝花矿酸溶性钛渣的主要技术经济指标为：①钛铁矿含TiO246%,含硫0.46%,氧化后的炉料含硫0.038%,脱硫率91.7%—95%；出炉铁水含硫0.12%—0.15%；渣2TiO275.04%,含硫0.1%；③消耗冶金焦206公斤/吨钛渣，石墨电极27公斤/吨钛渣，电耗2650度；④TiO2回收率98.3%；⑤每吨钛渣煤气发生量340m3（CO78%左右）。试验使我国首次密闭电炉冶炼钛渣获得成功，为我国钛渣电炉的大型化和自动化操作奠定了根底。试验结果说明，承受连续加料开弧冶炼的方法可以实现密闭电炉连续冶炼钛渣，与开口炉相比，密闭电炉冶炼钛渣有如下优点：⑴热损失削减，电耗降低，回收率提高。187kVA电炉作开口炉冶炼试验时，每吨攀枝花矿酸溶性钛渣〔品位折合75%ZTiO2）电耗2873度，TiO2回收率89%。用密闭电炉试验时，每吨攀枝花矿酸溶性钛渣（品位折合75%，TiO2）电耗2650度，TiO2回收率98.3%。一冶炼操作在密闭的复原性气氛下进展，避开了石墨电极的高温氧化和复原剂的氧化烧损, 因此电极和复原剂的消耗比开口电炉分别削减50%和28%。⑶无噪音，尘粉少，无需进展繁重的捣炉作业，有利于环境保护和劳动条件的改善。⑷炉说稳定，报#+消退子因电流波动大而引起的短路跳闸现象，方利于安全操作。——⑸可回收利用电炉煤气，削减能源消耗。(3)攀枝花钛精矿预复原一密闭电炉冶炼钛渣半工业试验1980-1982年攀钢和贵阳铝镁设计争论院进展了“攀枝花钛精矿预复原一密闭电炉冶炼酸溶性钛渣”试验室试验和扩大试验，1983年完成了全流程半工业性试验。①钛精矿回转窑预复原试验在试验室小试验根底上，1981-1982年在链邕机一回转窑装置上进展了5个周期试验，第一、二周期着重对球团的性能和设备适应性进展考察。第三、四周期主要做各种条件试验和连续运转试验，连续运转时间为16天和36天。第五周期考察使用褐煤工艺操作条件并为密闭电炉试验备料。②预复原球团冶炼钛渣试验1981年末，在lOOkVA可倾动有盖电炉中进展了冶炼工艺条件试验，连续冶炼121炉。冶炼过程电流稳定，渣面平稳，出渣后不用捣炉可连续加料进展冶炼，出炉时渣铁畅流，分别良好。在此根底上，用25()kVA密闭电炉做了预复原球团冶炼钛渣电参数条件试验，并就试验获得的最正确参数进展连续冶炼和比照试验。试验主要考察了不同二次电压对钛渣冶炼过程的影响和入炉料对冶炼效果的影响。③半钢炼钢试验钛渣试验冶炼得到的半钢与国内钛渣厂冶炼的半钢相比，含硫量大幅度下降，Si、Mn、P等杂质也很低，因此可代替废钢，直接冶炼成低合金钢和碳素构造钢。试验组用0.5吨电弧炉冶炼15Cr、30Cr低合金钢以及50号碳素构造钢，其成分符合部颁标准。④钛渣酸溶性试验对含TiO275%左右的钛渣进展分批抽样测定，平均酸解率大于94%。攀枝花钛精矿预复原一密闭电炉冶炼钛渣半工业试验最终结果如下：在(p0.4x7m回转窑中，用褐煤预复原攀枝花钛精矿，连续运转36天，球团金属化率45〜50%,煤耗1.87吨褐煤/吨金属化球团，球团含硫量0.066%,综合脱硫率92.4%,回转窑利用系数0.570吨球/日・m3,钛回收率95.29%,回转窑运转顺当。钛精矿预复原球团在25()kVA密闭电炉进展19天的钛渣冶炼试验，共冶炼11()炉。冶炼过程操作平稳，炉料自沉，不结壳。其中连续冶炼62炉，实现了连续加料，连续冶炼，定期出炉。总共生产酸溶性钛渣10.316吨，半钢4.297吨，钛渣含TiO2平均75.35%,半钢含硫平均0.101%。每吨钛渣消耗复原球1.55吨，石油焦73.28kg,石墨电极16.02kg,电1862kWh,力02回收率99.05%。钛渣和半钢含硫量降低，钛渣含硫量符合硫酸法制钛白的要求，酸解率平均＞94%,半钢不经炉外脱硫，可代替废钢冶炼出合格的低合金钢(15Cr,30Cr)和碳素构造钢。(4)小试验预氧化和预复原一密闭电炉冶炼钛渣，能够到达炉况稳定和脱硫的双重目的，工艺牢靠，设备顺行，具有较好的技术经济指标，但同时也带来了两个明显的问题：⑴工艺流程增长；⑵总能耗增加。从而影响经济效益的进一步提高，因此，攀钢开展了粉矿直接入炉冶炼钛渣试验。1983年进展了探究性试验，1984年在250kVA密闭电炉上做了58炉条件试验，1985年又做了68炉补充试验和33炉连续试验。得到TiO275.67%的钛渣，MgO+CaO=10.82%〔见表5〜6)。粉矿直接入炉小试与预氧化和预复原工艺指标比照结果说明：①粉矿直接入炉工艺能耗仅为预氧化的79%,预复原的52%。②粉矿入炉工艺电耗为2070kWh,是预氧化的78%,预复原的111%。③本钱比照分析说明，粉矿入炉工艺的本钱分别为预氧化的85%和预复原的97%。表5钛渣成分，%工艺炉数数量，tZTiO2Ti2O3TFeFeOMgOCaOMnOAI2O3SiO2预氧化5810.775.0418.294.667.972.160.812.994.50预复原6210.3275.3512.354.092.099.112.332.556.04粉矿335.69575.6710.095.744.948.921.900.962.125.17表6生铁成分，%工艺CSPSiTiMnV预氧化2.570.120.020.150.160.04预复原2.550.1010.010.1250.0860.050.025粉矿2.690.360.00640.0420.0470.030.015粉矿直接入炉小试结果说明：⑴攀枝花钛精矿粉矿直接入密闭电炉冶炼钛渣，解决了冶炼过程炉况不稳定的问题。通过连续试验证明，该工艺能够掌握翻渣结壳，做到不捣炉；电气操作时，短路跳闸现象很罕见，炉子功率因数达0.89,与预氧化相当，与预复原相近。⑵工艺技术先进，设备简洁，操作便利。⑶工艺流程短、投资少、收率高、能耗省、本钱低。(5)工业试验在“六五”、“**”期间，攀枝花钛精矿冶炼钛渣先后进展了预氧化、预复原、粉矿入炉试验争论，旨在解决我国传统冶炼钛渣存在的翻渣、结壳、操作不稳定等问题，到达密闭电炉冶炼大型化、机械化、自动化的目的。尽管这阶段的试验争论取得了不少的阅历，但始终未找到一条经济可行的工艺流程并开发出相应的大型冶炼设备。为了加速攀枝花钛资源的综合利用，进一步对钛渣冶炼工艺进展深入探究，为工业化供给依据。1997年攀钢争论院、攀钢西昌分公司、北京有色争论总院和贵阳铝镁设计院在攀钢西昌分公司3200kVA电炉上进展了工业试验，目的是考察连续加料工艺在电炉放大后的冶炼规律，考察过去试验结果的重现性以及对现有3200kVA电炉设备的适应性，为下一步条件试验和连续稳定试验打下根底，为进一步改造设备供给依据。本次试验共冶炼了7炉，参加钛精矿35.6吨，冶金焦3.36吨，产钛渣23.874吨，半钢8.836吨，电耗2277kWh/t渣，电极消耗23.87kg/t渣，TiO2收率96.81%。试验对攀枝花钛精矿冶炼钛渣有了进一步的生疏。2023年攀钢争论院和攀钢钛业公司用攀枝花钛精矿和云南钛精矿两种原料，在650kVA敞口电炉上进展了半工业试验，首先探究冶炼品位为TiO2〔80±2)%的钛渣配矿比、配碳比以及供电制度对钛渣品质的影响等主要工艺参数，然后在云南陆良1800kVA敞口电炉上进展了①攀枝花矿配加50%云南矿②云南矿和③攀枝花矿冶炼钛渣工业试验，共消耗钛矿772吨，其中攀枝花矿478吨，冶炼270炉，生产钛渣417.7吨。试验用钛精矿和复原剂化学成分见表7〜8。表7钛精矿化学成分，％钛矿TiO2SiO2A12O3CaOMgOTFeFeOFe2O3SP攀枝花矿47.093.531.701.575.8930.8634.645.520.1020.013云南矿48.221.620.399<0.11.0835.7526.8921.19£0.01-表8复原剂化学成分，％复原剂FCadSPAadVad冶金焦71.140.1270.02024.612.68无烟煤72.291.0410.01317.918.99钛渣出炉后承受喷水急冷措施，大大降低了产品中金红石相的含量，钛渣成品的金红石量仅为TiO2总量的4〜6%,按钛渣品位TiO280%折算，钛渣中金红石的实际含量仅为3.2-4.8%,与加拿大钛渣金红石含量相当，可提高钛渣酸解率。试验承受三种不同的钛矿原料，冶炼出了5种品位的钛渣，为探究不同钛渣酸解制取钛白工艺供给了原料，各种原料冶炼钛渣成分见表9〜11。表9混合矿〔50%攀枝花矿+50%云南矿)冶炼钛渣化学成分，％钛渣TiO2SiO2A12O3CaOMgOPV2O5TFeFeOTi2O379±279.994.452.191.605.37<0.0050.2326.107.8512.075±276.094.392.051.604.16<0.0050.41310.2513.199.03表1()云南矿冶炼钛渣化学成分，％钛渣TiO2SiO2A12O3CaOMgOSTFeFeOTi2O382±283.093.141.410.641.770.03010.509.307.0078±280.883.471.460.752.230.03110.7010.006.64表11攀枝花矿冶炼钛渣化学成分，％钛渣TiO2A12O3CaOMgOSTFeFeOTi2O374±276.032.401.727.390.0617.156.155.07钛渣品位与冶炼电耗比照说明，攀枝花钛精矿配加50%云南钛矿冶炼酸溶性钛渣的合理经济品位是TiO2〔77±2)%,全云南矿冶炼酸溶性钛渣的合理经济品位是TiO2(80±2〕％。试验结果说明，承受传统生产氯化钛渣的敞口电炉，在二次电压不调整的条件下可冶炼酸溶性钛渣，试验期间炉况稳定顺行，承受试验确定的炉料配比和供电制度可以稳定得到试验要求的钛渣产品。(6)PUS渣研发随着环保意识的不断提高，国外硫酸法钛白工业渐渐萎缩，氯化法钛白不断壮大，市场对氯化法钛白原料的需求持续增加。因此，钛渣的进展方向是冶炼高品位、低钙镁(MeO+CaOW.5%)舞钛渣。加拿大魁北克铁钛公司(QIT)掌握了世界约3()%的钛渣市场，钛渣冶炼技术独具特色，QIT在原来酸溶性钛渣生产线上，对钛渣进展了升级处理，进一步除去渣中钙、镁杂质，提高钛渣品位，开发出了UGS渣，可作为氯化钛白生产的原料。目前，国内氯化钛渣需求很大，但国内钛原料主要是从机钛磁铁矿中回收的钛铁矿，这种原料只适合冶炼酸溶性钛渣，为此，开发适合氯化法钛白或海绵钛工业需要的钛原料就成了当务之急，攀枝花钛矿高MgO+CaO是制约冶炼氯化钛渣工艺的瓶颈，在此背景下攀钢进展了用攀枝花钛渣生产PUS渣(高品位钛渣〕的争论与开发。由于攀枝花钛精矿与QIT钛矿化学成分格外相像，因此QIT酸溶性钛渣升级工艺格外值得借鉴。为此，2023年攀钢进展了开发适合氯化法高品质钛原料的争论。该工程的技术特点是流态化氧化技术、流态化复原技术和流态化高温高压浸出除杂提纯技术。2023年完成了试验室流态化氧化、复原、浸出设备的设计与建设。经过一年多的试验室试验争论，得到了适合氯化法钛白生产的钛原料，产品成分符合表12要求。试验结果说明，PUS工艺可以使钛渣中的MgO+CaO降低到1.2%以下〔要求1.5%),满足氯化钛白生产要求。表12氯化法钛白原料质量要求，%LTiO2FeOA12O3MgO+CaO粒度>92<1.5<0.5<1.5100~1000nm2023年在试验室争论根底上，打算进展冶炼钛渣中试争论。通过与中科院过程所合作，完成了钛渣流态化试验模拟冷态试验和热态试验装置建设，试验装置规模为30t/ao在流态化热态设备上，利用电炉冶炼钛渣进展氧化-复原试验，并通过浸出、过滤、洗涤、煨烧，获得了品质最高达89%的高钛渣(PUS渣)。产品粒度符合要求，钙镁总量降到1.5%以下。4、国内钛渣生产现状国内钛渣生产自50年月起，至今已有半个世纪，原主要生产厂家是遵义钛厂、阜冶炼厂，厦门冶炼厂以及宣化冶炼厂等。近年来云南武定、禄丰、富民、楚雄以及攀枝花地区间续建设了很多中小钛渣冶炼厂，其中多数钛渣厂的电炉由铁合金炉和电石炉改建而成。目前全国有钛渣冶炼厂20多家，生产力量约15万吨〔不包括攀钢在建生产力量〕，产量约12万吨。占世界生产力量的5%o生产的钛渣主要用于海绵钛、钛白和电焊条生产。目前在建的大型厂家主要是攀钢钛渣厂。我国钛渣整体生产技术落后，冶炼设备的特点是小型炉子多，大型炉子少，没有特大型炉子。炉型以敞口式圆形电弧炉为主，渣和铁从同一出口排出，生铁不经处理即出售。原料选用钛精矿直接入炉冶炼,使用石墨或自焙电极，人工捣炉，连续加料，连续出炉，煤气点火排空，变压器功率介于400-7000kVA之间，目前只生产氯化钛渣,不生产酸溶性钛渣。国内钛渣冶炼工艺水平打算了钛渣生产规模小、效率低、能耗高、环境差、冶炼操作不稳定。国内钛渣牛产以遵义钛厂为代表,官杲我国最大的海绵钛牛产厂家，海绵钛牛产力量]()()()()t/a2()23年产量为7396.7/。该厂原有一台功率为6300ZE4的敞口电炉，年产氯化钛渣约50003是当时国内较为成熟的敞口圆形电炉，代表了国内钛渣的生产水平目前大多数钛渣生产厂仍旧采用这种敞口式一次加料冶炼工艺，存在着炉况不稳、翻渣结壳、常常塌料、电流波动大、劳动条件差、飞扬损失严峻、收率低等缺点，与国外钛渣生产工艺相比,无论在规模、产量、质量方面都有很大差距。我国绝大多数厂没有综合利用半钢，缘由是生产规模小，无法经济合理利用。从2023年起，国内主要钛渣厂进展了大规模的技术改造，遵义钛厂5000吨海绵钛扩建工程恢复了钛渣生产工序，建一台6300KE4白焙电极半密闭式电炉，电极装置承受较为先进的液压制动系统、烟气通过脉冲式布袋除尘处理，原料制备承受先进的自动配料掌握系统，钛渣裂开承受先进的裂开生产工艺，于2023年5月建成投产，各项生产技术经济指标达国内领先水平。2023年，攀钢集团开头建设6万吨钛渣生产厂依万吨钛渣工程一期工程)该生产线引进乌克兰钛渣生产技术，打算于2023年建成投产，这是我国第一家设备大型化、技术比较先进的钛渣生产厂，该厂建成后将使我国钛渣生产水平迈上一个的台阶。(1)遵义钛厂钛渣生产工艺遵义钛厂是我国最大的钛渣和海绵钛生产厂，年产海绵钛7000多t,生产力量约10000吨/年。该厂原有一台6300kVA敞口电炉，年生产钛渣约5000吨，承受钛铁矿、石油焦和沥青按肯定比例混合入炉生产钛渣，工艺流程如图5所示。图5遵义钛厂生产工艺流程钛铁砂矿：电炉熔炼的钛渣是作为沸腾氯化生产TiC14的原料，钛渣中假设含有过多的CaO和MgO,将给氯化工艺造成困难，例如氯气耗量高，氯化沸腾炉筛板堵塞等等。因此遵义钛厂使用的钛铁矿是含CaO、MgO较低的两广矿，CaO+MgO<2%o石油焦和沥青：石油焦由于含有较高的化学活性以及较大的比电阻，所以承受石油焦作为复原剂，用煤沥青作粘结剂，成分见表13。配料：钛铁矿、石油焦和沥青经筛分和磁选，除去石块、铁块和杂物。沥青用鄂式裂开机破碎至小于15mm的块度。大于150mm的石油焦，先由鄂式裂开机裂开，再经还击式裂开机中碎至粒度小于20mm,最终通过磨粉设备细磨后输入配料仓。配料比约为钛铁矿;石油焦.•沥青=100:13:6。物料按比例通过配料仓漏在皮带上并输入料斗再把料斗提升至炉顶的加料管。表13石油焦沥青化学成分，%固定碳挥发分灰分水分煨烧焦>95<1<1.5<23号焦>85<12<.1.0<2沥青30-4055-75<0.5<5电炉承受间歇式操作，即“捣炉一加料一放下电极一送电熔炼一出炉''作业制度。电炉操作最重要的是选择合理的二次电压和二次电流。二次电流在熔炼周期的变动，可分为以下三个时期：①低电流稳定期：开头送电时，电极间的炉料有较大的电阻，炉子受电困难。同时也为了控制焙烧电极的电负荷，二次电流为额定值的0.3倍，这一时期电极电流稳定，尽量不调整电极下插深度，让其四周炉料“安静”地升温烧结，避开电流增大，否则会造成上抬电极、“用蜗”(电极熔池)塌料、炉渣翻腾、再增大电流、再上抬电极的恶性循环。②电流波动期：低电流稳定末期，“用烟”消灭熔融，进入电流波动期工作。因炉料复原和熔化猛烈，并伴随塌料翻渣，电极常常处于短路工作状态，电流在零和额定值间频繁变动，甚至超载跳闸。人工配电时，这一时期的操作极为关键，要本着逐级稳定、上升的原则，快速准确地调整电流，选用较高二次工作电压，相间熔通快，可缩短电流波动期时间。③高电流稳定期：电流波动末期，“用烟”壁的炉料层温度上升并烧结结实，塌料现象削减，电极电流波动幅度小，此时电负荷较大，“生埸”化料速度快、化料深、区域宽、相间接近熔通。当三个“用烟”最终熔通且熔炼进入高电流稳定期，电极电流平稳易调，可稳定在额定值四周直到熔炼终点。6300kVA自焙电极钛渣电炉电气操作制度见表14。表146300kVA自焙式电极钛渣电炉的电气操作制度熔炼时间二次电压，V二次电流，A一次电压，V持续时间，h操作原则低电流稳定期1204200〜450050〜1000.5电流由大到小，平稳易测，尽量不抬动电极。电流波动期1304200〜2023050〜250L5电流波动幅度大，调整困难，要逐步稳定和上升。高电流稳定期12020230〜24000280〜3601.5电流平衡易测，但简洁超载。在熔炼终点，要赶在可能消灭大塌料之前出炉，用圆扒把渣口堵渣扒出，再用氧气烧穿，熔体盛于渣包，放完熔体后可用钛渣堵住渣口。熔炼终点的推断，主要依据是连续熔炼3h以上，用电量超过8000kWh,熔炼进入高电流稳定期约lh,三相电流在额定值四周稳定运行，并趋于平衡，炉内含有94%—96%TiO2熔体。渣包内的熔体由于渣铁比重不同进展分层。生铁的比重大，位于下部，钛渣位于上部，经自然冷却分散，用吊具吊出渣包，坨子运住渣场冷却砸碎，分别大块生铁后，再经磁选、球磨得到符合要求的钛渣。主要技术经济指标主要原料及能耗指标如下：钛铁矿：2070〜2080kg/t；石油焦：140〜150kg/t；沥青；125〜135kg/t；电：2800〜3400kWh/t。钛渣生产存在的问题：①环保方面承受敞口电炉一次加料工艺，造成污染严峻、热辐射高、操作环境恶劣：废气及粉尘污染——电炉炉气从电极周边溢出，没经过任何除尘净化措施，直接排入空气，造成炉前粉尘大，空气污染严峻，工人操作环境恶劣。热辐射高——因承受敞口电炉，操作现场温度高，电炉热损失大。噪声污染——电极在反响熔炼时产生很大的噪声，严峻影响工人身体安康。②工艺技术敞口圆形电炉的炉膛内径4360mm,炉膛深度2023mm,由于炉内容量小，每次排渣量为2—3匕而铁水缺乏It,造成渣铁不能分排，而渣铁同时排出具有很多缺点：每次的排渣量不易掌握.排渣时间长，影响电炉产量，同时必需进展渣铁分别；渣铁是靠自然冷却，因此铁中含有大量的杂质，给铁的综合利用带来很多不便；由于每次排渣量大，炉内的温度下降快，当下一炉的生料参加后，需要焙烧一段时间以提高炉温，因此增大了耗电量。③电炉设备敞口圆形电炉与密闭矩形电炉相比较、有以下缺乏之处：敞口圆形电炉电耗一般为3000〜3100kWh/t、而密闭矩形电炉电耗般为2400kWh/t,敞口圆形电炉电耗高；大型密闭电炉可实现连续加料，而且渣铁分开排出，易于对渣铁进展分别处理，而敞口圆形电炉由于容量小，不能实现渣铁分排，无法综合处理铁水；敞口圆形电炉三相电极呈三角形分布，极心圆和炉体直径打算于电极尺寸，由于受电极直径的限制，圆形电炉容量不行能很大；而矩形电炉的电极呈直线排列，只需增加电极数，延长炉体，同时矩形电炉的电功率参数、热强度和炉体尺寸呈线性排列，因此矩形电炉能够实现大型化；敞口圆形电炉的电极频繁提升，炉内反响剧烈，而密闭矩形电炉反响相对平稳，易于自动掌握；敞口圆形电炉冶炼时排放大量炉气无法综合利用，造成环境污染。而密闭电炉可以综合回收炉气，提高TiO2回收率，削减环境污染。由于敞口圆形电炉存在上述问题，2023年遵义钛厂对钛渣生产设备进展了大规模的技术改造，建了一台6300KVA自焙电极半密闭式电炉，电极装置承受较为先进的液压制动系统、烟气通过脉冲式布袋除尘处理，原料制备承受先进的自动配料掌握系统，钛渣裂开承受先进的裂开生产工艺，年产氯化钛渣6000t,作