本文主要介绍钛冶炼厂的钛渣工艺，钛渣的用途，钛渣冶炼的电炉的类型。介绍现在钛渣冶炼原料的选择，和钛渣冶炼的工艺，及冶炼的出钛渣过程产生的副产品铁。冶炼出的钛渣的工艺流程。钛渣破碎工艺过程。钛渣的成品的工艺要求。生产出符合工业要求的品位的钛渣。

钛工业生产的主要原料有钛铁矿和富钛料2种，富钛料包括钛渣、人造金红石和天然金红石3种。钛铁矿作为生产钛渣的原料，就是最大限度的除去铁、钙和镁等杂质元素，使钛富集。用钛铁矿富集钛的方法有电炉熔炼法、还原锈蚀法、稀硫酸侵出法、盐酸浸出法等，其中电炉法是富集TiO2的经典方法，具有设备处理能力大，副产品生铁易于回收利用，“三废”易治理等优点。高钛渣是以钛精矿为原料冶炼的一种含TiO2较高的钛原料。高钛渣与人造金红石、天然金红石都是生产钛白粉、海绵钛和电焊条的主要原料。在世界富钛料生产中占主导地位。原因是生产工艺简单，设备易于大型化，副产品生铁可回收利用，“三废”少且易于治理。高钛渣按其用途可分为酸溶渣和氯化渣2种，酸溶渣适合硫酸法生产钛白，氯化渣适合氯化法生产钛白和海绵钛。海绵钛是生产钛材的中间产品。钛的用途很广，生产出的钛白粉广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品、食品等工业。钛渣生产采用电炉(按其形状有圆形炉和矩形炉之分)冶炼工艺，根据电炉密闭方式不同可分为3种类型：密闭电炉冶炼、半密闭电炉冶炼和敞口电炉冶炼。本文重点介绍高钛渣产品的工艺。

一、钛渣冶炼的基本原理

1.1、钛渣冶炼的原理：

电炉法生产钛渣的原理是钛铁矿与固体还原剂（无烟煤或焦炭等）按一定的比例混合加入电炉中进行还原熔炼，矿物中铁的氧化物别选择性的还原为金属铁，而钛的氧化物被富集到炉渣中，经过渣铁分离后得到钛渣和副产品金属铁。

1.2钛渣冶炼的原料

1）矿料：生产钛渣的钛矿有钛精矿、金红石钛金矿和钛铁矿，钛精矿、金红石钛精矿含TiO2高，钛铁矿含TiO2较低。我国主要的钛精矿储量为9.65亿吨，主要分布在四川、海南、河北、云南、广东、广西。其中有岩矿为83785万吨，约为总储量的97%，砂矿储量2251万吨，约占3%。更具生产钛渣的品位不同，钛铁矿的理化指标也不一样，例如：生产酸渣产品为20目、品位73%-77%的酸溶性钛渣，要求钛铁矿的理化指标为TiO2≥46.5%，钛铁总量≥88%，粒度低于200目≤5%，H2O≤0.5%。

（2）还原剂：还原剂的主要类型有：煤气、木炭、无烟煤、焦炭等。木炭的反应性和电阻率很好，价格高，资源缺乏、挥发份很高，灰分含量高，没有被广泛使用。煤气和无烟煤的还原性和电阻率比木炭微低，但是储量大，被大规模用于钛渣冶炼中，但是煤气的挥发份高，不宜控制，煤气需要大型的处理装置。煤气没有广泛使用。焦炭的还原性较低，碳含量高，挥发份低，导电率低，储量大，别大规模用于冶炼中。所以大多的时候用无烟煤作为钛渣冶炼的还原剂。使用焦炭的的理化指标固定C≥80%粒度3—12mm。还原剂的用量，根据矿中的矿中含氧化亚铁和三氧化二铁百分比，计算出氧化亚铁和三氧化二铁的量。通过铁的氧化还原方程式计算数还原剂的量。

1.3配料送料原理：

所有的矿料和还原剂都放在料仓里，料仓里下端安装有2个下料口。分别为一个星型给料器通过旋转下料，由速度控制料量，还有一个安装的是振动给料装置。物料就直接压在称重皮带上，当称重皮带带料运行时，托辊接受皮带重量信号并传输到托辊下方的带有称重传感器的机械装置上，传感器将接受到的信号传到信号处理中心，实现计量。电炉的配料方式有自动和手动配料，自动配料是将需要对钛精矿数目、焦炭的配比及配料的时间等参数输入预设值的程序后，由自动程序操作。手动配料是根据冶炼需要，输入钛精矿数目、焦炭的配比及配料的时间等参数，需要手动按停开机的方式去启动每个设备。通过皮带运输到炉顶的料仓储存。

二、钛渣冶炼

2.1电炉冶炼中的电极

电极是电炉在冶炼过程中使用的最中的部分，选择适合生产要求电极很重要。电极分为石墨电极、碳素电极、自焙电极。石墨电极的电流密度大，体积小，使用的辅助设施少，维护成本低，安全可靠，成本却很高，更换需要停电。

自焙电极成本低，电极壳很长、加糊时不停电，可实现连续生产，电流密度小，电极直径大，电极辅助设备多，维护成本高，安全性差。

碳素电极效果介于石墨电极和自焙电极之间。电流密度和直径介于两种之间，辅助设备少，维护成本低，安全性高，但是电极成本高，更换电极需要停电等。在钛渣冶炼中选自焙电极。是因为不需要因为电极的成本而增高厂房投资低，钛渣电炉冶炼的周期长（每炉冶炼时间≥8小时），对电极的连续性要求高，自焙电极的电极糊、电极壳等综合成本低。

2.2电炉工艺

现有钛渣电炉冶炼工艺，安熔池特性分为间断法熔炼、连续法熔炼和电极中空中加料连续法，安投料方式分为敞口电炉、密闭电炉和半密闭电炉。根据不同的要求选择不同的冶炼工艺。电炉内的压力控制要求比较高，在炉盖上的防爆孔起保持一定压强的作用。电炉的炉层内在不同的地方安装了测温热电偶测量各个位置的耐火材料的温度，来判断耐火材料的侵蚀程度。

电炉具备开炉冶炼条件后，开炉的顺序为，电炉烘炉、内衬预热、炉墙挂渣、出渣、出铁。在正常的生产情况下电炉的冶炼操作顺序为(1)生产准备(2)电炉启动（3）过程操作（4）出渣（5）出铁。在冶炼过程中主要调节(1)电极的升降，电极档位、电流调节、电容补偿(2)炉顶加料控制和加料量（3）调节炉内负压、炉气温度等（4）电极控制。在冶炼到一定阶段，需要测定铁水和渣层液面高度。当达到出铁出渣调节时，就进行铁口和渣口的烧口，出铁和出渣。出的铁水，通过铁水沟流到铸铁机。出完铁后要进行堵铁口。然后进行出渣，出的来的渣水进入渣盆，把渣盆的渣运到渣冷区域冷却。出完渣后就进行堵渣口。在冶炼生产中要对主要的经济指标计算，包括钛精矿消耗，还原剂消耗，电耗，水耗，耐火材料消耗，电极消耗，设备作业率，产品回收率等。

三、渣冷却及破碎工艺

3.1钛渣的冷却

钛渣品性，冷却的时间不同。酸渣需要在渣盆内浇水冷却时间大于4个小时，保证其渣块足够的硬度。然后用吊车吊运到冷却区域，分离渣和渣盆。不能分离的，在进行浇水冷却分离。分离后的渣块，仍然要浇水，直到完全冷，渣内部无液体。用磁盘吊吸铁球到高空后对准渣块中心，将其砸开继续浇水冷却。使渣的粒度达到破碎要求。当钛渣破碎粒度达到符合要求（≤300mm）时，用5+5T天车抓到指定区域。用电吸盘吸走渣夹杂的大铁块。

3.2钛渣破碎工艺要求

钛渣破碎加工后产品粒度为20目、品位73%-77%的酸溶性钛渣，40目、品位80%以上的氯化钛渣。包装后小包要求重量为40Kg±100g。大包为1吨。

3.3破碎工艺过程

（一）出炉钛渣在渣车上经喷水强制冷却6小时后，利用20/5吨吊车从渣盆内取出渣饼，放置在渣冷间；

（二）通过喷水冷却及自然风冷10小时后，利用5+5吨吊车吸盘吸取钢球从5米高处落下砸破渣饼，后喷水冷却8小时左右，利用5+5吨抓斗吊抓入落锤坑砸细后（350mm）收集堆放；

（三）利用装载机把收集好的钛渣倒运到破碎间沉渣池，由5吨抓斗把钛渣抓入鄂破料斗进入主破碎程序；

（四）钛渣经振动给料机均匀给料，进入鄂破机粗破后粒度为50mm，经过1#和新1#号除铁器一次除铁工序，由成1皮带输送给锤破机进行细破，出料粒度为3mm，锤破出料经成2皮带、1#斗提、成6皮带后进入筛分工序，中间在成6皮带上经过2#和新2#号除铁器二次除铁工序，振动筛由振动给料机均匀给料后筛下物为合格产品经成4皮带、2#斗提、成5皮带输送到四个成品料仓准备包装，筛上物为粗粒度钛渣经成3皮带输送回锤破机继续细破。1#和新1#号除铁器一次除铁是为避免大铁块掉进锤破，损害锤破设备。2#和新2#号除铁器二次除铁是为了减少铁的二次循环进入锤破设备，减少铁对设备的损害。除铁也可以提高钛渣的品位。

（五）存放在成品料仓内的钛渣经1#包装机生产出吨包装产品，经2#--4#包装机生产出40Kg/包的小包产品，所有产品经码垛堆放待外输。