CN105838837B - 钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***和还原熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***和钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法。所述钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***包括：用于预还原经磁选的钒钛磁铁矿或钛铁矿的回转窑，所述回转窑具有第一进料口、焙砂出口和烧嘴安装口；用于向所述回转窑的窑腔内喷射火焰的烧嘴，所述烧嘴设在所述烧嘴安装口处；电炉，所述电炉具有第二进料口、放铁口、放渣口和烟气出口；和热料输送装置，所述热料输送装置的一端与所述焙砂出口相连，所述热料输送装置的另一端与所述第二进料口相连。根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***具有处理能力大、运行成本低、能耗低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体而言，涉及钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***，还涉及钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法。
背景技术
在现有技术中，利用高炉或转底炉对钒钛磁铁矿或钛铁矿进行还原熔炼。但是，高炉存在运行成本高的缺陷，导致经济效益差。而转底炉的体积受限，无法实现较大规模化生产。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有处理能力大、运行成本低、能耗低的优点的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***。
本发明还提出一种利用所述钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***实施的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法。
根据本发明第一方面实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***包括：用于预还原经磁选的钒钛磁铁矿或钛铁矿的回转窑，所述回转窑具有第一进料口、焙砂出口和烧嘴安装口；用于向所述回转窑的窑腔内喷射火焰的烧嘴，所述烧嘴设在所述烧嘴安装口处；电炉，所述电炉具有第二进料口、放铁口、放渣口和烟气出口；和热料输送装置，所述热料输送装置的一端与所述焙砂出口相连，所述热料输送装置的另一端与所述第二进料口相连。
根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***具有处理能力大、运行成本低、能耗低的优点。
另外，根据本发明上述实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述焙砂出口位于所述第二进料口的上方，所述热料输送装置倾斜地设置。
根据本发明的一个实施例，所述烧嘴具有进煤口、进风口和火焰出口，所述火焰出口的中心轴线和所述回转窑的中心轴线平行布置。
根据本发明第二方面实施例的利用根据本发明第一方面所述的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***实施的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法包括以下步骤：
将磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿与还原剂按一定比例从所述第一进料口加入到所述回转窑内，并利用所述烧嘴向所述回转窑内喷射火焰，以便对所述回转窑内的钒钛磁铁矿或钛铁矿进行预还原并得到焙砂；
利用所述热料输送装置将所述焙砂输送到所述电炉内，并利用所述电炉进行进一步还原，产生的含钒铁水或铁水从所述放铁口放出，产生的含有二氧化钛的炉渣从所述放渣口放出，产生的含有一氧化碳的烟气从所述烟气出口放出。
根据本发明的一个实施例，所述烧嘴具有进煤口、进风口和火焰出口，通过所述进煤口向所述烧嘴内加入煤，通过所述进风口向所述烧嘴内加入含氧气体，并通过所述火焰出口向所述回转窑内喷射长度为30米-40米的火焰。
根据本发明的一个实施例，所述还原剂为煤。
附图说明
图1是根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***的结构示意图。
附图标记：
钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10、回转窑101、电炉102、热料输送装置103
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10。如图1所示，根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10包括用于预还原经磁选的钒钛磁铁矿或钛铁矿的回转窑101、用于向回转窑101的窑腔内喷射火焰的烧嘴(图中未示出)、电炉102和热料输送装置103。
回转窑101具有第一进料口、焙砂出口和烧嘴安装口，该烧嘴设在该烧嘴安装口处。电炉102具有第二进料口、放铁口、放渣口和烟气出口。热料输送装置103的一端与该焙砂出口相连，热料输送装置103的另一端与该第二进料口相连。
下面参考图1简要地描述根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10的工作过程。
首先，将磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿与还原剂按一定比例从第一进料口加入到回转窑101内，并利用烧嘴向回转窑101内喷射火焰，以便对回转窑101内的钒钛磁铁矿或钛铁矿进行预还原并得到焙砂；
利用热料输送装置103将焙砂输送到电炉102内，并利用电炉102进行进一步还原。产生的含钒铁水或铁水从放铁口放出，产生的含有二氧化钛的炉渣从放渣口放出，产生的含有一氧化碳的烟气从烟气出口放出。
根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10通过利用回转窑101对磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿进行预还原，从而可以充分地利用回转窑101预还原处理矿石能力大、还原易于控制、装备能实现大型化、装备运转可靠等特点。
根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10通过利用电炉102对焙砂进行深度还原，从而可以充分地利用电炉102热效率高、密闭性好、设备大型化功率大、处理能力大、易实现规模化、易于与回转窑101匹配、设备使用寿命长、作业率高、操作方便、熔分金属回收率高等特点。
而且，由于回转窑101产出的焙砂“热装热运”加入电炉102，大大降低了单位焙砂的耗电量，降低了电能。
因此，根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10具有处理能力大、运行成本低、能耗低等优点。
如图1所示，根据本发明实施例的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***10包括用于预还原经磁选的钒钛磁铁矿或钛铁矿的回转窑101、用于向回转窑101的窑腔内喷射火焰的烧嘴(图中未示出)、电炉102和热料输送装置103。
回转窑101具有第一进料口、焙砂出口和烧嘴安装口。磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿以及还原剂按一定比例从该第一进料口加入到回转窑101内。其中，磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿与还原剂可以先混合均匀后，再从该第一进料口加入到回转窑101内。此外，磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿与还原剂也可以直接从该第一进料口加入到回转窑101内。
具体地，该还原剂可以是煤。
该烧嘴设在该烧嘴安装口处。在本发明的一个实施例中，烧嘴具有进煤口、进风口和火焰出口。其中，通过该进煤口向该烧嘴内加入煤，通过该进风口向该烧嘴内加入含氧气体，并通过该火焰出口向回转窑101内喷射火焰。
有利地，该烧嘴喷射的火焰的长度为30米-40米。
在本发明的一个示例中，该烧嘴的火焰出口的中心轴线和回转窑101的中心轴线平行布置。优选地，火焰出口的中心轴线与回转窑101的中心轴线重合。由此可以使回转窑101的结构更加合理。
电炉102具有第二进料口、放铁口、放渣口和烟气出口。热料输送装置103的一端与该焙砂出口相连，热料输送装置103的另一端与该第二进料口相连。由此产自回转窑101的高温焙砂通过热料输送装置103加入到电炉102内。
在本发明的一些示例中，该焙砂出口位于该第二进料口的上方，热料输送装置103倾斜地设置。由此可以利用该焙砂自身的重力来输送该焙砂。
在电炉102内，铁、钒等金属的氧化物得到进一步还原。同时，在电炉102的熔池内，高温熔融的铁、钒金属与渣在重力作用下实现上下层分离。其中，下层的铁水或含钒铁水从该放铁口放出，并运往精炼***，上层的含有二氧化钛的炉渣从该放渣口放出，作为钛白粉生产或提钛的原料，含有一氧化碳的烟气从该烟气出口放出，并输送到发电***发电。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***，其特征在于，包括：
用于预还原经磁选的钒钛磁铁矿或钛铁矿的回转窑，所述回转窑具有第一进料口、焙砂出口和烧嘴安装口；
用于向所述回转窑的窑腔内喷射火焰的烧嘴，所述烧嘴设在所述烧嘴安装口处；
电炉，所述电炉具有第二进料口、放铁口、放渣口和烟气出口；
热料输送装置，所述热料输送装置的一端与所述焙砂出口相连，所述热料输送装置的另一端与所述第二进料口相连；
所述焙砂出口位于所述第二进料口的上方，所述热料输送装置倾斜地设置；
所述烧嘴具有进煤口、进风口和火焰出口，所述火焰出口的中心轴线和所述回转窑的中心轴线平行布置；
在所述电炉的熔池内，高温熔融的铁、钒金属与渣在重力作用下实现上下层分离， 其中，下层的铁水或含钒铁水从所述放铁口放出，并运往精炼***，上层的含有二氧化钛的炉渣从所述放渣口放出，作为钛白粉生产或提钛的原料，含有一氧化碳的烟气从所述烟气出口放出，并输送到发电***发电。
2.一种利用根据权利要求1所述的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼***实施的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
将磁选后的钒钛磁铁矿或钛铁矿与还原剂按一定比例从所述第一进料口加入到所述回转窑内，并利用所述烧嘴向所述回转窑内喷射火焰，以便对所述回转窑内的钒钛磁铁矿或钛铁矿进行预还原并得到焙砂；
利用所述热料输送装置将所述焙砂输送到所述电炉内，并利用所述电炉进行进一步还原，产生的含钒铁水或铁水从所述放铁口放出，产生的含有二氧化钛的炉渣从所述放渣口放出，产生的含有一氧化碳的烟气从所述烟气出口放出。
3.根据权利要求2所述的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法，其特征在于，所述烧嘴具有进煤口、进风口和火焰出口，通过所述进煤口向所述烧嘴内加入煤，通过所述进风口向所述烧嘴内加入含氧气体，并通过所述火焰出口向所述回转窑内喷射长度为30米-40米的火焰。
4.根据权利要求2所述的钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼方法，其特征在于，所述还原剂为煤。
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