Шихта для получения ферротитана Советский патент 1983 года по МПК C22C33/00 

11 Изобретение относится к цветной и черной металлургии и может быть испо льзовано 8 схемах переработки комплексных перовскитотитаномагнетитовых концентратов, в частности при производстве ферротитана. В настоящее время ферротитан полу чают апюмотермическим способом, испо зуя в качестве титансодержащего мате риала ильменитовые и пероаскитовые концентраты.. Известна шихта для выплавки ферротитана, основными компонентами которой являются, вес.%.: Ильменитовый концентрат ( Ti02) 52,i« Алюминиевый порошок 24,14. Железная руда , 11,32 Известь6,26 Ферросилиций1,37 Титановые отходы 4,47 Недостатки шихты: использование д фицитного концентрата и жесткие требования к его составу; необходимость проведения окислительного обж га концентрата при 600-800 С с целью снижения содержания серы до 0,1-0,15 введение в шихту флюсов; при использовании титановых отходов необходим их нагрев. - . Наиболее близкой по составу к изо ретению является шихта для получения ферротитана, имеющая следующий состав, вес.%: Перовскитовый концентрат (56 TiOj)49,26 Железная руда 24,63 Алюминиевый порошок 24,63 Плавиковый шпат1,48 Методом внепечной плавки получен металл с содержанием титана 26-28, а извлечение его составляет 65-70%, Выход металла 32,02% от веса шихты. 2 а. . Недостатками данной технологии выплавки ферротитана из известной шихты являе;тся низкое извлечение тит на. Повышенный расход электроэнергии связанный с необходимостью подогрева шихты до , добавка в шихту плавикового шпата с целью повышения извлечения титана. Кроме того, используемый в этом случае пёровскитовый концентрат содержит около 0,64% пятиокисей ниобия и тантала, а иногда до 1%, и при алюмотермическом вос становлении они переходят в металл, ,при этом теряются ценные элементы. 8 спрос на которые постоянно возрастает. Целью изобретения является расширение видов минерального сырья и улучшение технико-экономических пока. зателей производства ферротитана. Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения ферротитана, включающая титансодержащий материал, алюминиевый порошок, железосодержащий материал, в качестве титансодержащего материала содержит титановый шлак электроплавки африкандских концентратов, а в качестве железосодержащего материала титаномагнетитовый концентрат обогащения апатито-нефелиновых руд при следующем соотношении компонентов вес.%; Титановый шлак электроплавки африкандских концентратов44,5-52,0 Алюминиевый порошок 22,0-27,8 Титаномагнетитовый концентрат обогащения апатито-нефелиновых руд . Остальное При этом титановый шлак электроплавки африкандских концентратов содержит вес.%: двуокись титана 48,4; окись титана 1,85; пятиокись ниобия 0,13; закись железа 3,17; окись магния 2,99; окись алюминия 3,51; кремнезем 5,75;. окись натрия 0,32; окись кальция - остальное. Кроме того, титаномагнетитовый концентрат обогащения апат.ито-нефелиновых руд содержит, вес.%: двуокись титана 7,2; окись алюминия 1,5; кремнезем 1,05; окись кальция 2,09; окись магния 1,04; пятиокись ванадия 0,1; окись марганца 0,5; сум- ма окиси натрия и калия 0,2; железо (общее) - остальное. В результате плавки предложенной шихты получен сплав, содержащий 31,1-33,0 веа..% Ti. Извлечение титана в сплав составило 60,73 б6,19 вес. % i Выход сплава от веса шихты - 31,6 - Зб,2 %. Получен шлак ферротигана, содержащий 6-8% ,, до 65% АЕ20эИ до 28% СаО, который может применяться в производстве высокоглиноземистого цемента. Титановый шлак электроплавки африкандских концентратов используется в процессе производства в жидком виде сразу после электроплавки.

Пример 1. Шихта состава, г: титановый шлак электрогшавки африкандских концентратов 66,7 (,ЦЦ вес.%}, титаномагнетитовый концентрат обогащения апатито-нефелиновых руд .А1,7 (27,78 вес.%), алюминиевый порошок 1,7 (27,78.вес.

Методом внепечного алюмотермического восстановления получен сплав следующего состава, I:. . 31,22 Ti, «5,05 Fe, 10,77 At, Si-н.о S - н.о,, С - н.о,, отношение At/Ti 0,ЗЛ.

Выход металла 5,3 г (36,18%). Извлечение титана в сплав составило.. 86,19%.

П р и м. е р 2. Шихта состава,г: титановый шлак электроплавки афрйкандских-концентратов 70,0 (Й8,27 вес.), алюминиевый поро.шок 3.5,0 (2, И вес.%), титаномагнетитовый концентрат обогащения апатито-нефелиновых руд 40,0 (27,59 весД),

Получен сплав, содержащий,%:

33.0Ti, 52,82 Fe, 11,79 А, 2 ,Ц Si. Отношения AE/Ti 0,3б; Si/Ti 0,07. Выход металла 50,92 г (35,12%).Иэвлечение титана в сплав 76,3%. .

П р и м е р 3. Шихта состава,г: титановый шлак электроплавки африкандских концентратов 78 (52 вес.%), алюминиевый порошок 33 (22 вес.%), тит,анома гнетитовый концентрат обогащения апатито-нефелиновыХ руд 39 (26 вес.%). ,

Получен сплав, содержащий,% :

31.1Ti, 9,7 АВ, ; Отношение AE/Ti 0,31 Выход металла ,S г (31,67%); Извлечение титана в. сплав 60,73%.

Предлагаемый состав шихты обусловлен получением сплава ферротитана определенного состава, отвечающего ГОСТ 4761-67. Результаты исследований по получению ферротитана из предложенной шихты представлены в таблице.

52

20

52

22

24,14

48,27

25,67 45,73

27,78 44,44 44,06

27,97 42,41

31,03

31,04 34,48

33,3 33,3

100

То же

11

11 11 || ) Р , S - содержатся в допустимых пределах; С, Мо, Zr, V, Sn - не содержатся вматериалах исходной шихты, а следовательно, /и в продуктах восстановления. Как видно из таблицы, повышение расхода восстановителя приводит к возрастанию срдержания алюминия в сплаве и экономически нецелесообразно, а уменьшение расхода восстановителя снижает извлечение титана в сплав. Так, например, при количестве алюминиевого порошка, в шихте 27,97 содержание алюминия в сплаве 18,15% (опыт 6), что выше допустимого, а при 20 алюминия в наблюдается неполное восстановление титана, и выход сплава снижается до 29,3 (опыт 1). Снижение содержания титанового шлака в шихте до Ц,Q6% ведет к снижению содержания Т10 в сплаве до 24,37% (опыт 6). Повышение содержания шлака выше 52% при постоянном содержании титаномагнетитово-, го концентрата нецелесообразно, так как это приводит к непрямому восстановлению TiOj ввиду недостатка восст новителя. Предложенная шихта позволяет полу чать стандартный ферротитан, причем извлечение титана и выход сплава выПродолжение таблицы ше, чем при использовании известной шихты. Титановый шлак {kQ,k% TiOo) , используемый в качестве титансодержащего сырья, получается в результате злектроплавки перовскитового и титаномагнетитового концентратов на ниобий - содержащий чугун, т.е. практически не содержит ниобия, и он,следовательно.не теряется при алюмотер- мическом восстановлении. Железная руда в шихте заменяется титаномаг-, нетитовым концентратом, содержащим от k до 17 TiOg и от 54 до 62% , который является отходом при обогащении апатито-нефелиновых руд. В состав предлагаемой шихты не входят флюсы. Установлено, что при использовании титанового шлака затраты на материалы снижаются в сравнении с фактическими на 8,4 руб. в расчете на 1 т ферротитана, т.е. на каждые 100 тыс. т выплавляемого феррогитана годовая экономия будет составлять 7 102 SjO тыс. руб. Снижение затрат достигается за счет: . 1. Использования в производстве относительно дешевого титанового шлака. Стоимость 1 т титанового шлака 56,8 руб., концентрата - б5,8 руб.. Т .е, ниже на 9,0 руб. : 2, Более низкого удельного расхода сырья (расход титанового шлака 7258.8 на 1 т сплава 773, кг, а ильменитового концентрата - 882,9 кг. Снижение расхода сырья достигается за повышения извлечения титана более 5 g 3 12 % (с б9 % до 81,5 %)Исключения при использовании-титанового шлака флюсов, затраты на кото рые составляют 5 руб.. в расчете на, 1 т сплава.