陳賢幕

（攀鋼集團(tuán)鈦業(yè)有限責(zé)任公司，四川 攀枝花 617000）

1 引言

電爐熔煉鈦渣的實(shí)質(zhì)是鈦鐵礦與固體還原劑無(wú)煙煤（或焦炭）等混合加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，礦中鐵的氧化物被選擇性地還原為金屬鐵，鈦的氧化物被富集在爐渣中，經(jīng)渣鐵分離后，獲得鈦渣和副產(chǎn)品金屬鐵［1］。

攀鋼鈦業(yè)公司鈦冶煉廠25.5MVA鈦渣電爐自2006年6月投產(chǎn)以來(lái)，生產(chǎn)逐步順行，主要生產(chǎn)74%酸溶性鈦渣，同時(shí)成功開(kāi)發(fā)出78%熔鹽氯化渣和85%氯化渣等產(chǎn)品。所用鈦精礦主要為云南鈦精礦、進(jìn)口礦以及攀枝花鈦精礦。攀枝花鈦精礦屬于巖礦［2］，其鐵的氧化物三價(jià)鐵低，礦中的主要雜質(zhì)CaO、MgO含量高，粒度細(xì)，還原性能較差，在生產(chǎn)過(guò)程中攀枝花鈦精礦的使用比例一直較低，基本上維持在30%～40%。

酸溶性鈦渣（TiO2≥74%）主要用于硫酸法鈦白的生產(chǎn)。由于使用鈦精礦直接生產(chǎn)硫酸法鈦白產(chǎn)生的“三廢”量大，每生產(chǎn)1t鈦白將排出8～10t20%的廢酸和3～4t的硫酸亞鐵，不利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)，處理“三廢”將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高［3］。因此，以鈦渣為原料是鈦白生產(chǎn)廠商提高產(chǎn)能、消除環(huán)境污染、提高競(jìng)爭(zhēng)力的一種手段和發(fā)展趨勢(shì)，客觀上增加了對(duì)鈦渣的需求［4］。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高攀枝花鈦精礦冶煉水平、提高攀枝花鈦精礦資源利用水平，降低生產(chǎn)成本，要求不斷提高攀枝花鈦精礦的使用比例。2013年6月至9月，鈦冶煉廠進(jìn)行了攀枝花鈦精礦粉礦與攀枝花鈦精礦球團(tuán)礦不同比例的生產(chǎn)實(shí)踐。

2 生產(chǎn)條件

2.1 主要原料

鈦渣生產(chǎn)主要原料均為攀枝花鈦精礦和還原劑焦炭，攀枝花鈦精礦有粉礦和球團(tuán)礦兩種形式，球團(tuán)礦是微細(xì)粒級(jí)攀枝花鈦精礦經(jīng)過(guò)造球生產(chǎn)而成。電爐組織生產(chǎn)時(shí)按全粉礦、粉礦與球團(tuán)礦之比分別為7:3，6:4及5:5等4種方案進(jìn)行，不同生產(chǎn)方案入爐鈦精礦主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 鈦精礦化學(xué)成分 （%）

不同生產(chǎn)方案在生產(chǎn)時(shí)使用還原劑焦炭保持穩(wěn)定，其主要成分見(jiàn)表2。

表2 焦炭化學(xué)成分 （%）

2.2 生產(chǎn)設(shè)備

為25.5MVA鈦渣電爐系統(tǒng)，主要包括:（1）原料儲(chǔ)存?zhèn)}；（2）配料和上料系統(tǒng)；（3）加料系統(tǒng)；（4）電爐本體系統(tǒng)；（5）自焙電極系統(tǒng)；（6）出渣和出鐵的開(kāi)口、堵口機(jī)；（7）鑄鐵機(jī)系統(tǒng)；（8）粉塵回收及煙氣處理系統(tǒng)。

2.3 主要操作制度

1.3.1 送電制度

25.5MVA鈦渣電爐為間歇式生產(chǎn)，即生產(chǎn)一爐就進(jìn)行一次出渣出鐵，出渣出鐵結(jié)束后進(jìn)入下一爐次冶煉，電爐每爐送電制度見(jiàn)圖1。

1.3.2 加料制度

鈦渣冶煉加料鈦精礦與焦炭按一定比例混合后加入電爐內(nèi)，一般情況下，鈦精礦與焦炭的配比為100:11～100:13，每爐加料分為4～6批次加入，每爐總加料量按照鈦精礦與焦炭混合料140～150t控制。

圖1 鈦渣電爐每爐送電制度

正常冶煉時(shí)，要求電爐送電制度與加料制度匹配較好，尤其時(shí)每批料冶煉完成后的補(bǔ)加料操作，否則會(huì)使?fàn)t況發(fā)生波動(dòng)，導(dǎo)致電耗增加。

3 生產(chǎn)情況及生產(chǎn)分析

3.1 生產(chǎn)情況

3.1.1 冶煉操作控制

電爐冶煉鈦渣的主要能源消耗就是電耗，因此，在鈦渣冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，就要想方設(shè)法降低電耗。衡量單爐冶煉控制過(guò)程的好壞，主要指標(biāo)是噸料耗電，即電爐送電冶煉每噸混合料所使用的功耗，4種方案的噸料耗電分 別 為 1.362、1.356、1.389 和 1.431MWh／t混合料。

3.1.2 鈦渣質(zhì)量情況

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，各個(gè)方案生產(chǎn)出爐鈦渣質(zhì)量均在合格范圍內(nèi)，每階段生產(chǎn)鈦渣質(zhì)量情況見(jiàn)表3。

3.1.3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)情況

電爐生產(chǎn)鈦渣主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)包括礦耗、爐前電耗、焦炭單耗、收率等，每階段生產(chǎn)過(guò)程的爐前主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)情況見(jiàn)表4。

表3 電爐生產(chǎn)鈦渣質(zhì)量情況

表4 爐前主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)情況

3.2 生產(chǎn)分析

3.2.1 噸料耗電控制分析

鈦渣電爐每爐冶煉噸料耗電的多少與入爐原料品質(zhì)、生產(chǎn)鈦渣品位等密切相關(guān)，同時(shí)，也與送電制度相關(guān)，通過(guò)對(duì)以上生產(chǎn)情況進(jìn)行分析得出噸料耗電的主要影響關(guān)系是:

（1）入爐鈦精礦品位越低，冶煉相同品位的鈦渣，所需噸料耗電越高；

（2）入爐鈦精礦及焦炭水分越高，所需噸料耗電越高；

（3）入爐鈦精礦品位不變，冶煉越高品位的鈦渣，所需噸料耗電越高；

（4）送電制度與冶煉還原各階段不匹配，導(dǎo)致冶煉過(guò)程出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間泡沫渣，所需噸料耗電越高。

（5）冶煉過(guò)程控制不當(dāng)，補(bǔ)加料時(shí)機(jī)沒(méi)有掌握好，提前或者延后補(bǔ)加料也會(huì)導(dǎo)致噸料耗電增加。

3.2.2 主要消耗指標(biāo)分析

從表4爐前主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)情況分析可知:

（1）入爐鈦精礦品位越低，生產(chǎn)鈦渣品位越高，則會(huì)導(dǎo)致礦耗、爐前電耗以及焦炭單耗都增加；

（2）入爐鈦精礦品位越高，生產(chǎn)相同鈦渣品位時(shí)，礦耗越低，爐前電耗也可以相應(yīng)降低；

（3）收率與入爐鈦精礦品位、粒度以及冶煉過(guò)程負(fù)壓操作有關(guān)，隨著球團(tuán)使用比例增加，入爐粉料減少，有利于提高收率；

（4）從表中還可直觀看到，隨著球團(tuán)使用比例的逐步提高，當(dāng)粉礦與球團(tuán)礦比例達(dá)到5:5時(shí)，冶煉過(guò)程反而不好控制，噸料耗電增加，導(dǎo)致?tīng)t前電耗增加。

3.2.3 存在的問(wèn)題

根據(jù)攀枝花鈦精礦冶煉鈦渣生產(chǎn)實(shí)際情況，同時(shí)對(duì)比以往電爐生產(chǎn)情況，使用全攀枝花鈦精礦冶煉酸溶性鈦渣時(shí)，目前仍存在以下問(wèn)題:

（1）爐前電耗偏高，單爐冶煉周期延長(zhǎng)，電爐產(chǎn)能下降；

（2）爐前收率偏低，尤其是全攀枝花鈦精礦粉礦時(shí)，收率僅為93.36%；

（3）出鐵溫度偏高，根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，使用全攀枝花鈦精礦冶煉酸溶性鈦渣時(shí)，出鐵溫度平均達(dá)到1550℃左右，較云南礦及進(jìn)口礦冶煉鈦渣時(shí)的出鐵溫度高出80～100℃。同時(shí)，出現(xiàn)生鐵含碳量下降、含硫量增加的情況。

3.3 生產(chǎn)操作建議

經(jīng)過(guò)近3個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐，25.5MVA鈦渣電爐逐步提高了攀枝花鈦精礦的使用比例，為了更好的掌握全攀枝花鈦精礦冶煉鈦渣的特性，解決由使用攀枝花鈦精礦冶煉后電爐所產(chǎn)生的問(wèn)題，建議在組織電爐生產(chǎn)時(shí)，穩(wěn)定一種生產(chǎn)方案，根據(jù)以上分析可知，粉礦:球團(tuán)礦＝6:4時(shí)生產(chǎn)指標(biāo)最優(yōu)，所以可以采用此方案進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)3個(gè)月，逐步優(yōu)化完善全攀枝花鈦精礦冶煉的加料及送電制度，解決全攀枝花鈦精礦冶煉過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次生產(chǎn)實(shí)踐，將攀枝花鈦精礦用于冶煉鈦渣的使用比例由30%～40%提高到了100%，實(shí)現(xiàn)了25.5MVA鈦渣電爐穩(wěn)定使用全攀枝花鈦精礦的目標(biāo)，指標(biāo)也較前期生產(chǎn)有所改善。當(dāng)然，我們將繼續(xù)優(yōu)化冶煉參數(shù)，不斷提高全攀枝花鈦精礦的冶煉技術(shù)水平。

［1］楊紹利，盛繼孚.鈦鐵礦熔煉鈦渣與生鐵技術(shù)［M］.冶金工業(yè)出版社，2006.

［2］莫畏，鄧國(guó)珠，等.鈦冶金［M］.治金工業(yè)出版社，1993.

［3］余偉.用鈦精礦冶煉鈦渣的工業(yè)試驗(yàn)研究［J］.稀有金屬與硬質(zhì)合金，2005.

［4］馬勇，秦興華.鈦渣—國(guó)內(nèi)鈦白工業(yè)的原料趨勢(shì)［J］.攀鋼鈦業(yè)，2012.