电炉冶炼酸溶钛渣试验研究

　　电炉冶炼酸溶钛渣试验研究邹建新王荣凯2，彭富昌1（1.攀枝花学院机钛材料与复合技术四川省省级重点实验室，四川攀枝花617000；2.攀钢钛业公司，四川攀枝花617009）渣。一半未配还原剂的钛矿在冶炼过程中逐渐加入炉况顺行，无翻渣踏料现象。钛渣电耗为2200kWh/t，较以往钛渣试验降低500kWh/t渣，钛渣制造成本为1686元/t较以往钛渣试验的制造成本下降500700元/t，可被钛白生产商接受。

　　高钛渣生产在我国己有多年历史，但产品均为氯化钛渣。目前国内还没有生产硫酸法钛白用的酸溶钛渣。随着近年国民经济的快速发展，我国硫酸法钛白突飞猛进，产能从1998年的18万t长到2003年的近50万t呈现出强劲的长势头。而随着环保法规的强制实施，使正在生产或将要新建厂的业主们诚惶诚恐。毫无疑问，硫酸法钛白的“三废问题”是制约其生存的关键问题1〕。这一结论在中国将逐步成为现实。如何积极对待、处理该问题己迫在眉睫。事实上，采用酸溶钛渣取代或部分取代钛精矿生产钛白己是发展趋势，不仅可降低硫酸用量1/3，而不产生绿矾，大大改善环保。然而，钛渣制取硫酸钛白一直没有产业化的原因不完全在于技术而在于经济性。根据国内以往的试验研究结果，国内中小型电炉冶炼酸溶钛渣成本在2200 ~2400元/t左右。该价格为钛白厂商所不能接受。如何解决钛渣制钛白产业化的制约因素成了我国当前钛白发展的重要问题之一。本研究在优化工艺技术参数的基础上，采用了与以往试验不同的工艺，进行了电炉冶炼酸溶钛渣试验研究，探索了技术经济的可行性。

　　试验部分bookmark0 1.1试验设备采用某厂1800kVA铁合金电炉，敞口式，三相自焙电极，轨道、小车、渣盘各一个，铸锭沙盘、锤式破碎机、振动筛、葫芦吊等设备若干。电炉主要参数如表1.表1电炉主要技术性能项目指标项目指标电炉容量1800kVA极心圆功率密度1239kW/m2极心圆直径900mm电极电流密度2. 2A/cm2炉膛内径3200mm炉底厚12fX）mm电极直径Y480mm炉膛高度12fX）mm试验用钛精矿、冶金焦、沥青成分分别列于表2、表3和表4.表2钛精矿化学成分组元含量表3冶金焦粉化学成分组元含量注：粒度10mm.表4沥青化学成分组元含量注：粒度3mm. 1.3操作工艺按12%比例配碳，每炉投入钛精矿粉矿1. 5t其中0. 8t作为配沥青、焦粉的混合料一次性加入炉内并捣实，0.7t的钛精矿是作为附加矿，在冶炼过程中间断式地从电极孔逐渐加入炉内，作为调节品位，避免翻渣、结壳、喷溅的一种手段。每炉冶炼约3h，用氧气烧穿炉口，渣、铁混出，排入渣盘内，渣盘的侧面沿底部设有YlOOmm的孔，出炉5钛渣凝结后，抽开渣盘侧面小孔，铁水注入沙盘成100kg的铁锭。出炉完毕堵上出炉口，沿三个电极孔分别加入约60kg矿，7kg焦粉后，捣炉，加料，并用铁锤夯实，放电极，合闸送电，冶炼下一炉W. 2结果与分析2.1试验过程及产品成分试验共冶炼20炉次，整个冶炼期操作平稳，炉况顺行，没有因翻渣喷溅而被迫停电或跳闸现象，达到了预期效果。钛渣及半钢平均化学成分分别见表5和表6.钛渣符合酸溶渣成分要求，半钢可直接铸锭出售。

　　表5钛渣化学成分表6半钢化学成分2.3单耗分析2.2技术经济分析钛渣冶炼单耗及成本如表7.钛渣单位制造成本为1686元/t.渣，较以往下降500根据用户调查，钛白生产厂商可以接受。

　　表7钛渣单耗及单位产品成本估算序号项目单位元/t单耗，t/1一渣金额，於t渣原材料64311钛精矿5001785012冶金焦4000.124813沥青10 044014电极100555515其它材料1016附产生铁800045-3602燃料、动力81321动力电0.影响成本的主要因素是钛矿单耗和电耗，电极采用自焙式后己不是成本构成的主要因素。由于试验顺利，基本无废品，故钛矿单耗比较正常。试验炉前电耗为2200kWh/t―渣，加上其它用电为2250kWh/t渣，较以往降低500kWh/t渣以上，原因于近一半的炉料作为附加矿的形式在冶炼过程中从三个电极孔周边加入，起到调节炉况、避免翻渣结壳、喷溅的弊端，又起到调节钛渣Ti2品位的目的。另外约52%的钛矿拌和焦粉、沥青、水分（约10%）一次性地加入炉内半捣实，其目的在于既不塌料，又不会烧结得过于结实，实际形成一个假炉盖，提高了热效率。此外，电价的合理性也是钛渣生产技术经济指标可行的重要因素，说明钛渣冶炼必须要选择合适地域。

　　3结语⑴采用自焙电极的敞口电炉冶炼钛渣，用约50%的矿拌焦和沥青。一次加入炉内捣实50%的粉矿逐渐从电极孔加入，即类似密闭电炉连续加料的工艺，可以解决我国钛渣电炉传统冶炼的翻渣、结壳、喷溅、电极串动跳闸、变压器功率不能充分发挥的问题，从而大幅度降低电耗、提高产量。

　　层状硅酸钠的研究赵秀芳张少华2，朱德学2，高建阳2（1.中南大学化学化工学院，湖南长沙410083；2.山东铝业股份有限公司，山东淄博255051）制备途径，研究了原料模数的影响，-Na2Si25的生成条件、杂相控制条件，焙烧转晶的*佳工艺参数，试制样品指标达到或超过了国内外同类产品指标u：层状硅酸钠；焙烧；水破璃在常温下，溶解很慢；在高于60时，溶解反应往往发生于几分钟内，常伴随着层状结构的降解成为类似水玻璃的硅酸盐阴离子，层状硅酸钠的溶解性和生产工艺也有很大关系，比如有专利报道层状硅酸钠在加热的滚轴中压缩处理得到的产物溶解性更好。

　　层状硅酸钠还具有碱性和PH缓冲能力，它的无水特征和络合重金属的能力可以大大提高某些漂白剂（如过碳酸钠，过硼酸钠）的储存稳定性。

　　层状硅酸钠和4A沸石分子筛的合用可能更有前途，因为少量的层硅就可以使4A沸石悬浮于溶液中。

　　早在1985年有关专利和杂志就有结晶层状硅酸钠作为洗涤剂助剂的报道，结晶层状硅酸钠的化学式Na2nSi2xH2，产物具有a3YS四种不同晶型结构，其中卩型和S型是互变体，但*适用于洗涤剂助剂的是n=2x=0的无水bNa2Si23，这是由德国Hoechst公司首先开发成功的，其商品代号为SKS―6.后来将生产专利转让给瑞士Clarimt公司，在国内主要有辽阳神奇、兰州新开元、濮阳绿圆等企业试生产。

　　⑵钛矿单耗为1.7t/t渣电耗为2250kWh/t一渣，较以往钛渣试验下降约500kWh/t―渣钛渣制造成本为1686元/t一渣较以往钛渣试验下降约500~700元/t一渣，可以被硫酸钛白生产商接受，对国内推广采用钛渣生产硫酸法钛白具有重大意义。