利用钛渣冶炼高钛铁

        高钛铁是冶炼特种钢、结构钢和特种合金钢的重要原材料，主要可用作合金添加剂、脱氧剂、脱氮剂、孕育剂等。 随着冶金工业的发展，对高品位钛铁的需求量越来越大。

 

高钛铁制备的生产主要有以下几种方法:

1) 电铝热法，也称炉内法。 主要以金红石为原料，使用铝作为还原剂，在电炉内进行相关冶炼操作。 由于安全操作较困难、电耗成本高等因素目前已不再采用。 

2) 重熔法。 多以废金属钛为原料，采用重熔法生产高钛铁，但由于废金属钛资源紧张，严重制约了高钛铁的产量。 

3) 铝热法，也称炉外法。在镁砂打结的坩埚内，主要以金红石为原料，以铝粉为还原剂，进行点火反应方式完成相关的冶炼反应。渣、铁随炉冷却，待冷却到室温后，再人工进行分离与破碎。也可用部分硅取代部分铝，以降低成本。该法是目前生产钛铁的主要方法。其存在的主要问题是，当生产高钛铁时，钛铁合金中的残留氧量( ＞10%) 与残留铝量都非常高( ＞ 8%)，必须经后续工序处理后方可使用，限制了它的使用范围。 

         目前，一方面金红石的价格较贵，另一方面自然状态的金红石越来越稀少，以致钛铁的成本居高不下。如能用钛精矿部分或全部取代金红石进行钛铁的生产，将会降低钛铁的生产成本。但由于钛精矿中 TiO2的含量较金红石低，同时其中的杂质( SiO2、MnO) 含量又远高于金红石，以致直接使用钛精矿冶炼钛铁的难度较大。 

近，我国四川攀枝花学院提出以钛精矿与钛渣为原料，主要采用铝作为还原剂，同时用镁代替部分铝，并加入适量助熔剂的方法冶炼高钛铁合金。实验取得了比较满意的结果，证明以钛精矿与钛渣为原料，采用铝热法制备高钛铁在技术上是可行的。他们所用主要原料为钛精矿、钛渣、铝粉、镁粉、石灰和氯酸钾。为保证渣铁的分离，还加入一定量的石灰和萤石作为助熔剂。

 

        铝热法制备高钛铁合金的影响因素主要有: 原料粒度、单位发热量、还原剂及助熔剂的用量。原料的粒度对冶炼效果影响比较显著，还原剂粒度小一些，可增大反应接触面积；但粒度过小也会由于反应剧烈使其沸腾起来而不能完全参与反应。

        理论上，随着铝量的增加，钛的回收率会增加，合金中钛的含量也增加。但铝的过量使用会造成生产成本的增加，同时也会使钛铁合金中的铝含量超标。为了保证合金中钛的含量，同时也不使合金中铝含量超标可以考虑用其他还原剂代替一部分铝。他们的实验表明，用镁代替部分铝，可使所制备的钛铁合金中钛含量有所增加，铝含量有所下降。当用镁代替 10 %的用铝量时，可使制备出来的.
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