[00208511]攀钢高钛型高炉渣碳化产业化技术研究

　　攀钢高钛型高炉渣碳化产业化技术研究

　　攀钢已累计产生近6000多万吨TiO_2含量为21﹪～25﹪高钛型高炉渣，且每年以近360万吨的速度增加。为了最大限度实现资源的有效利用，攀钢钢铁研究院提出“高钛型高炉渣高温碳化、低温选择性氯化制备TiCl_4及残渣制备建筑材料”的技术路线，并完成了高钛型高炉渣高温碳化工业试验，解决了高钛型高炉渣高温碳化的产业化系列技术难题。　　图1是攀钢高炉渣中主要成分的碳化反应及其与温度（T）的关系。由图1可知，在1700K～2100K温度范围内，高炉渣中的TiO_2具有优先被还原碳化生成TiC的热力学性质。因此，可通过控制碳化温度选择性碳化TiO_2形成TiC单相和其它杂质分开，为下一步选择性低温氯化制取TiCl_4创造有利条件。　　该项目达到的的主要技术指标：碳化率平均可达94。3﹪，当碳化率为85﹪～90﹪时冷装电耗1900～2150kWh/t碳化渣，当碳化率为90﹪时热装电耗1300 kWh/t碳化渣。　　该项目成果的创造性、先进性如下：　　（1）泡沫渣控制技术：有效地控制碳化过程中泡沫渣的大量产生，提高了炉熔的有效利用率。

　　（2）炉底上涨控制技术：有效地解决了碳化过程大比重的TiC颗粒沉底导致炉底持续上涨问题。

　　（3）碳化终点的判别方法：由于TiC的检测分析所需时间长，不能实现炉前及时分析，该项目建立了以单位高炉渣电耗作为高炉渣碳化终点及时判别方法。

　　（4）降低还原剂损失率：通过优化加碳方式和加碳制度，使还原剂的损失率大大降低。

　　（5）解决了石墨电极腰部折断的问题。

　　（6）单位碳化渣电耗的降低：找出了碳化率与单位碳化渣电耗的关系，使经济碳化率（85﹪～90﹪）下的碳化渣单位电耗降低。　　该项目作为高钛型高炉渣综合利用技术路线的第一个工序，已经完成了工业级试验，为整个工序的产业化奠定了良好的基础。若其它两个工序实现产业化后，仅处理攀钢每年产生360万吨左右的高钛型高炉渣，其经济效益和社会效益将十分显著。本技术主要应用于高钛型高炉渣或其它含TiO_2原料高温碳化制备碳化渣的领域，对于高钛型高炉渣或其它含TiO_2制备碳化渣的工业生产具有较强的实际指导作用。

　　该项目基本解决了攀钢高炉渣高温碳化工程化存在的几大技术难题。但是，要实现大型产业化的生产，还存在以下几大问题需要进一步研究考察。

　　（1）合理炉型的选择：高温碳化所需的炉型尺寸需要进一步优化。　　（2）电极材质的选择：在大型产业化电炉电极材质的选择上，应综合考虑自焙电极的价格优势和石墨电极或者碳素电极的应用性能优势，针对高炉渣碳化的特性，优先选用石墨电极或者碳素电极。　　（3）在线热装碳化问题：攀钢高炉渣碳化电耗中化渣电耗约占总电耗的40﹪左右，要降低碳化成本必须实现在线热装。下一步需要考察攀钢厂区的实际情况，研究在线热装的产业化实施方案。