钛资源利用水平不断攀升_选矿知识
钛资源利用水平不断攀升
    钛白是广泛应用于涂料、塑料、造纸、油漆、纤维等行业的无机颜料和填料,其产量和质量被视为一个国家工业现代化水平高低的重要标志之一。攀钢从优化工艺流程和科技创效等方面入手,形成成套的深还原钛渣制取高品质钛白关键技术。
    1.非高炉冶炼含钛炉渣提钛技术研究获重大突破
    攀枝花钒钛研究院开展的“非高炉冶炼含钛炉渣提钛技术研究”项目已经获得重大突破,在实验室制备出xx次的颜料钛白,即将在中试线上放大生产进而有望实现大工业生产。届时,攀枝花钛资源在非高炉(转底炉)冶炼新流程中的回收率可介于铁、钒之间,达到80%以上,其总回收率(由原矿到钛产品),将从目前的13%左右翻两番提高到50%以上。如果再加上攀钢现流程高炉渣提钛的成功以及今后尾矿的钛回收,攀枝花钛资源的利用率就会达到与铁和钒并驾齐驱的水平。
    我国几代冶金科技工作者为攻克钛进入高炉渣呈“零”利用状态这个{sjj}难题,呕心沥血奋斗几十年,现在终于赢来了攀钢高炉渣提钛中试线的开工建设。攀钢科技人员又积极探索原燃料限制性小、能源消耗少、生产成本低、工艺流程短、对环境污染轻,并且能实现攀枝花钒钛磁铁矿铁、钒、钛同时高效回收利用的非高炉冶炼新工艺。现在,这种努力也开始得到了回报,攀钢首开世界先河,打通了“钒钛磁铁矿转底炉直接还原—电炉深还原”工艺路线,其中间试验生产线也已开始建设。这一成果中,{zd0}的亮点之一就是攀枝花钒钛研究院取得的非高炉含钛炉渣提钛技术的突破,这在某种意义上决定着这个大项目的成败得失。
    承担这项研究的该院钛研究所科技人员,在两年多的时间内,通过一系列的基础研究和大量的实验室试验,最终开发出了以“预处理提高酸解率”、“独特的水解提高偏钛酸质量”、“新的盐处理配方和煅烧制度提升产品质量”为代表的成套的深还原钛渣制取高品质钛白关键技术,成功制备出质量达到xx颜料钛白PTA121以上水平的钛白样品,达到PTA120和PTA121水平的比例为71.4%~77.8%,从而解决了长期困扰非高炉炼铁深还原钛渣制取优质颜料级钛白这一瓶颈性难题,攀钢转底炉冶炼新流程产业化提供了强力的技术支撑,推动攀枝花钛资源利用上新水平。
    2.用钛渣生产锐钛型钛白
    攀钢钢研院和攀钢钛业公司钛白粉厂采用4项核心技术试验的攀钢PTA120钛白,最近顺利出炉。这种锐钛型钛白,在同类产品中质量档次{zg},其核心技术的形成,攀钢当数国内xx。
    钛原料是钛工业中的“瓶颈”问题之一,对于我国二氧化钛品位较低、钙、镁等杂质含量较高钛原料来说,尤其是这样。钛铁矿(钛精矿)经过电炉熔炼后的钛渣是一种富含钛的钛产业原料。钛渣中二氧化钛含量在85%以上的高钛渣,一般用作氯化法钛白工业的原料,二氧化钛含量在85%以下的普通钛渣,一般用作硫酸法钛白工业的原料。
    硫酸法钛白工业的原料,有传统的钛铁矿(钛精矿)和现代的钛渣两种。用钛渣作原料,具有含钛量高、单位设备产能大、硫酸用量少、环保压力小等优点,是硫酸法钛白产业向纵深发展的必备原料。
    2007年6月,攀钢钛白粉厂开始使用钛渣生产锐钛型钛白,经过多项工艺参数调整,成功地将产品档次由以前的PTA110提高至PTA121,但始终达不到PTA120水平。2008年攀钢钢研院与钛白粉厂合作,立项开展钛渣制备高品质钛白研究。同年4月,在钛白粉厂进行了{dy}阶段工业试验,虽然试验生产出了PTA120产品,但是量较少,其合格率仅为10%。随后,钢研院科研人员与钛白粉厂相关人员进行了大量的实验室研究,多个角度调整了工艺参数,形成了4项核心技术,全流程稳定试验的PTA120合格率大于80%,达到了预期的目的。这一成果的实现,增强了攀钢在我国钛行业的技术优势,缩短了我国硫酸法钛白生产技术与世界发达国家的差距。
    3.乳胶漆用水分散性钛白的研制增效益
    攀钢于1998年引进美国BIC造纸钛白生产技术,成功地生产出应用于水性体系的PTA120系列xx钛白,其白度、消色力、遮盖力等质量指标,在国内同类产品中一直处于{lx1}地位。后来,由于原料、市场等情况的变化,攀钢科技人员创新性地将这种专用型的钛白生产技术开发为通用型的钛白生产技术,并开展了“乳胶漆用水分散性钛白”的研制。目前该项目已在实验室出炉,将成为攀钢钛白挖潜增效的厚利产品。
    这个项目从调整盐处理和煅烧制度出发,经过多次试验,研发出国内质量{yl}的乳胶漆用锐钛型钛白粉样品。该样品水分散性指标大于90%,且重复稳定性好,而其他质量指标,如白度、消色力、遮盖力等,均不受任何影响,整体质量指标远远高于国内同类产品,接近国外同类产品指标。采用这种新技术进行生产,只需调整攀钢钛白粉厂的盐处理配方和煅烧制度,无须改变其现有的生产工序和工艺环节。在经济效益方面,增加吨成本仅为80~90元,而增加吨利润则为400~500元。按目前攀钢钛白粉厂1万t的年产量计算,年创利润可达400万元以上。
    4.研制出国内{lx1}的氯化法钛白氧化反应器
    由攀钢钢研院采用计算机仿真模拟计算结果设计的新型氯化法钛白氧化反应器,2008年已获得4项专利申请中两项实用新型专利权。其已经制造成功的实物,属国内目前氯化法钛白生产{zxj}的装备,是我国追赶世界先进钛白工业的利器。
    氯化法是生产钛白的先进工艺,其最关键的设备就是氧化反应器,氧化反应器内部结构十分复杂,运行时的物理化学过程也复杂多样。计算机仿真系统通过数值计算的方法,得出实验系统参数,可以有效地取得氧化反应器内部诸如流场、温度、压力和浓度分布等重要参数,帮助研究人员直观了解研究系统的工作情况。
    攀钢钢研院科研人员采用上述新模式,对氯化法钛白氧化反应器进行了仿真计算和分析,全面系统地考察了氧化反应器结构和反应器内部各物流及其引入方式对整个系统运行状态和产品质量的影响规律,直观地了解和掌握了反应器内部复杂的物流轨迹、混合状态以及反应状况等。该项目通过对于氯化法钛白氧化反应器的模拟,发现了目前国内氧化反应器运行中存在的问题,并提出了有效的改进方法和途径。为更大规模、更先进的氯化法氧化反应器的设计提供了重要的参考依据和技术储备。(唐诗全)


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