CN102352433A - 一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺 - Google Patents

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曹洪清
曹磊
曹福利
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Abstract

本发明提供一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，包括以下步骤：原料制备，回转窑还原，冷却窑冷却，后处理，其特征在于：所述原料中添加了除焦剂，所述原料制备步骤中增加了原料预热步骤，所述冷却窑冷却步骤采用充氮气冷却法。本发明具有的优点和有益效果是：冷却窑采用低温氮气冷却法，可以在隔绝空气的条件下，迅速将物料的温度降低至30℃以下，低温+隔绝空气的双重保证，使氧化还原反应立即终止，保证了产品的品质；进入回转窑之前的钛铁矿使用高温尾气进行了预热，缩短了回转窑氧化还原反应的时间，实现了尾气的回收再利用；在原料配比中加入了一定量的除焦剂，可以防止窑内结渣，减少了停车清理时间，提高了生产效率。

Description

一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺
技术领域
本发明涉及一种还原钛铁粉的生产工艺，尤其涉及一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺
背景技术
还原钛铁粉是生产电焊条的主要辅料之一，传统的还原钛铁粉的生产方法是使用馒头窑或者隧道窑，将钛铁矿、还原粉煤、石灰置于陶瓷罐中进行加热还原，然后进行粉碎、筛分、磁选得到。这种方法是一种间歇式生产方式，生产效率低，而且反应温度高，还原程度难以控制，工人们在高温条件下工作，工作条件恶劣，对环境的污染也较大，现已逐渐被淘汰。
近年来新兴的还原钛铁粉生产工艺是利用回转窑生产，将钛铁矿、还原粉煤、脱硫剂置于回转窑内进行还原，然后迅速进入冷却窑进行冷却，防止还原钛铁粉被氧化，然后进行筛分、磁选、精选得到。此种方法实现了连续生产，工人的工作条件得到了改善。
中国专利CN1362308A公开了一种用迴转窑生产电焊条用还原钛铁矿粉的工艺，利用该专利方法生产出的钛铁粉含C量较高，在后处理过程中需要采用植物粉末进行表面碾磨处理除C。中国专利CN1557979A亦公开了一种回转窑生产还原钛铁矿的工艺方法，上述两种方法共同存在的问题为：没有解决回转窑内易结渣的问题，需要定期停车对回转窑内进行除渣；冷却窑均使用水冷，冷却不够迅速均匀，不能有效防止还原钛铁粉被氧化，而且造成水资源的浪费；回转窑运行过程中，产生大量的热尾气，没有得到更好地再利用，造成了能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种节能减排、冷却效果好、生产出的还原钛铁粉杂质少，有效防结渣的回转窑生产还原钛铁粉的工艺。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，包括以下步骤：
a原料制备：将还原粉煤、石屑粉碎至适当目数，与钛铁矿按照比例混合；
b回转窑还原：将a步骤原料加入回转窑内进行还原反应；
c冷却窑冷却：将b步骤所得物料迅速进入冷却窑内冷却；
d后处理：将c步骤所得物料进行筛分、磁选、精选，得到产品；
其特征在于：所述原料中还添加了除焦剂，所述原料制备步骤中还增加了原料预热步骤，所述冷却窑冷却步骤采用充氮气冷却法。
所述原料的具体重量配比为：
钛铁矿：90-110份
还原粉煤：7-9份
石屑：1-3份
除焦剂：1-3份
所述钛铁矿为60-90目，还原粉煤需要粉碎至20-50目，石屑粉碎至100-200目，除焦剂由市场购得。
所述原料中的钛铁矿在进入回转窑之前进行预热至200-300℃，预热使用的是回转窑产生的高温尾气，可以采用尾气回收装置进行收集再利用。
回转窑还原时窑内控制温度在1050-1100℃，保持微正压0.05-0.2MPa，送风量为20-50m3/min，反应14-18小时。
回转窑长50-120米，直径3-5m，保证了钛铁矿的充分还原。
回转窑还原充分的钛铁矿进入冷却窑，冷却窑不间断地由低温制氮机冲入低温氮气，保持整个冷却窑内充满氮气，将进入的物料在隔绝空气的情况下迅速冷却至30℃以下。
冷却窑尾设置有筛分装置，筛选40目以下的成分，然后进入组合式磁选机，筛除杂质，提高钛铁粉的品质。
在包装之前，会再进行一步精选，确保产品品质。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、冷却窑采用低温氮气冷却法，可以在隔绝空气的条件下，迅速将物料的温度降低至30℃以下，低温+隔绝空气的双重保证，可以使氧化还原反应立即终止，保证了产品的品质；
2、进入回转窑之前的钛铁矿使用高温尾气进行了预热，一方面缩短了回转窑氧化还原反应的时间，另一方面实现了尾气的回收再利用，符合低碳环保的题中之义；
3、在原料配比中加入了一定量的除焦剂，可以防止窑内结渣，减少了停车清理时间，提高了生产效率；
4、本发明调整了各个原料的配比及反应条件，使得整个工艺流程更加科学合理，提高了产量及产品质量；
5、本发明的回转窑窑身长50-120米，直径3-5m，这样的设置一方面提高了每窑产量，另一方面增加了物料在窑内的反应时间，使得氧化还原反应更加彻底；
6、本发明提供的工艺流程，制备出的还原钛铁粉品质更加优良，含S、C等杂质较少，同时减少了还原粉煤用量，节约了资源。
具体实施方式
下面以具体实施例的方式对本发明做进一步的阐述，目的是使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，并不对本发明造成任何的限制。
实施例1
1、原料制备：
按照钛铁矿100kg，粉碎至80目；还原粉煤8kg，粉碎至30目；石屑2kg，粉碎至100目，除焦剂1kg的比例进行原料配比。
2、回转窑还原：
使用余热回收装置将回转窑产生的高温尾气进行回收，申请人实际生产中使用尾气回收塔进行，高温的尾气自塔底向塔顶方向走，钛铁矿自塔顶向塔底落下，在此过程中完成热交换，实现将钛铁矿预热至300℃，由回转窑尾与除焦剂、石屑混合进入回转窑内，同时在回转窑头喷入还原粉煤，通氧，开始氧化还原反应，控制回转窑内温度为1050℃，送风量为43m3/min，反应12个小时。
3、冷却窑冷却：
反应结束后的物料迅速进入冷却窑内，冷却窑内不间断地通入低温氮气，物料一进入，即与空气隔绝，且被迅速降温至30℃以下。
4、后处理
随着整个生产线的推进，冷却窑尾的筛分装置不断地将产出的还原钛铁筛选40目以下成分，较大颗粒筛除返工；
筛选得到的40目以下的成分通过磁选机，将其他杂质去除，得到纯度高的产品。
通过本发明所述工艺制备的产品，依据YB/T5141-93标准进行检验，结果如下：
  项目   TiO2   FeO   P   C   S
  标准(％)   ≥54   ≤7   ≤0.030   ≤0.20   ≤0.020
  含量   77   3.3   0.019   0.07   0.015
所得产品完全通过40目筛，小于200目的微粉含量≤10％。
实施例2
1、原料制备：
按照钛铁矿90kg，目数为90；还原粉煤7kg，粉碎至20目；石屑1kg，粉碎至100目，除焦剂1kg的比例进行原料配比。
2、回转窑还原：
回转窑内温度为1100℃，送风量为30m3/min，反应14个小时。
其他工艺步骤同实施例1。
实施例3
1、原料制备：
按照钛铁矿110kg，目数为60；还原粉煤9kg，粉碎至50目；石屑3kg，粉碎至200目，除焦剂1kg的比例进行原料配比。
2、回转窑还原：
回转窑内温度为1085℃，送风量为50m3/min，反应13个小时。
其他工艺步骤同实施例1。
以上仅对本发明的具体实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，包括以下步骤：
a原料制备：将还原粉煤、石屑粉碎至适当目数，与钛铁矿按照比例混合；
b回转窑还原：将a步骤原料加入回转窑内进行还原反应；
c冷却窑冷却：将b步骤所得物料迅速进入冷却窑内冷却；
d后处理：将c步骤所得物料进行筛分、磁选、精选，得到产品；
其特征在于：所述原料中还添加了除焦剂，所述原料制备步骤中增加了原料预热步骤，所述冷却窑冷却步骤采用充氮气冷却法。
2.根据权利要求1所述的一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，其特征在于：所述原料的具体重量配比为：
钛铁矿：90-110份
还原粉煤：7-9份
石屑：1-3份
除焦剂：1-3份
所述钛铁矿60-90目，还原粉煤粉碎至20-50目，石屑粉碎至100-200目，除焦剂100-200目。
3.根据权利要求1所述的一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，其特征在于：所述原料中的钛铁矿在进入回转窑之前使用回转窑运行产生的高温尾气预热至200-300℃。
4.根据权利要求1所述的一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，其特征在于：在冷却窑冷却步骤中，冷却窑不间断地由低温制氮机冲入低温氮气，保持整个冷却窑内充满氮气，将进入的物料在隔绝空气的情况下迅速冷却至30℃以下。
5.根据权利要求1所述的一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，其特征在于：回转窑长50-120米，直径3-5m。
6.根据权利要求1所述的一种利用回转窑生产还原钛铁粉的工艺，其特征在于：所述冷却窑尾设置有筛分装置，筛选40目以下的成分，进入组合式磁选机进行磁选。
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