高钛渣碳热还原—浮选法提取Ti2CO

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.04.004高钛渣碳热还原—浮选法提取Ti2CO陈卓笛，黄凯，朱鸿民（北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083）摘要：通过高温碳热还原分别将高钛渣中的钛和铁还原至富钛相物质Ti2CO和金属铁，并使其中的熔渣相MOx不被还原，然后选用油酸作为捕收剂对Ti2CO/MOx模拟混合原料开展了浮选研究。结果表明，采用该工艺从还原产物中得到了产率79.88%、Ti2CO回收率87.74%的浮选效果。关键词：高钛渣；提钛；Ti2CO；浮选分离；油酸中图分类号：TF823文献标志码：A文章编号：1007-7545（

2、2015）04-0000-00Ti2COExtractionbyCarbothermicReductionandFlotationfromHighGradeTitaniumSlagCHENZhuo-di，HUANGKai，ZHUHong-min（SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China）Abstract：Titaniumoxidesandironoxidesinactualhighgradetitanium

3、slagwerereducedtotitaniumoxycarbide(Ti2CO)andironmetalrespectivelybycarbothermicreduction,whileMOxslagwasnotrestored.FlotationtestsofsimulatedmixedrawmaterialsfromTi2COandMOxwerecarriedoutwitholeicacidascollectingagent.Theresultsshowthatflotationproductiverateof79.88%and87.74%recoveryofTi2

4、COwereobtainedfromactualreductionproduct.Keywords：hightitaniumslag;titaniumextraction;Ti2CO;flotationseparation;oleicacid钛金属及其合金因为具有高比强度、耐高温、耐腐蚀以及生物相容性等优点而被应用于航空航天、军工及民用工业。目前，钛的商业化生产模式仍然以传统的Kroll法[1]为主，这一过程不仅成本高昂、过程复杂，并且是一种非连续化的间歇式处理过程。自从FFC工艺[2-3]首先报道了电解制备金属钛的方法后，许多改良后的钛冶炼工艺被广大冶金学者提出并研究。其

5、中，USTB工艺流程[4]显示出了良好的应用前景，此工艺用可溶性阳极材料碳氧化钛在熔盐电解体系中可以制备出高纯度的海绵钛[5]。在目前的研究中，其中的可溶性阳极材料碳氧化钛多用二氧化钛为原料来制备，如果考虑其在实际工业中的应用，以实际钛矿资源为原料，以低成本制取出高纯度的碳氧化钛物质就具有非常大的现实意义。目前在试验室阶段，制备碳氧化钛的方法主要是在高温环境下对二氧化钛原料进行碳热还原[6]。考虑到在USTB工艺中Ti2CO的实际应用，我们提出了一种碳热转相分离的技术路线[7]，即通过高温碳热还原过程将实际钛铁复合矿中的钛资源转变富集至富钛相物质Ti2CO中，然后将其余熔渣

6、相MOx杂质和铁去除。关于从钛铁矿、高钛渣以及其他钛铁复合矿资源中去除熔渣相MOx杂质的研究已有许多，一般都采用湿法分离提纯的手段加以处理，然而其中大部分的方法虽然简单有效，但通常需要消耗大量的酸，成本高昂。由此，本课题组提出了通过浮选分离的方法对钛铁复合矿还原产物进行分选，将其中的富钛相物质进行提纯回收，以基于USTB工艺而建立一套全新完善的钛冶金新流程工艺：从高钛渣原料入手——进行选择性碳（氮）化使钛得到初步富集——通过浮选法提纯其中的富钛料——电解法或氯化还原制得金属钛。1试验1.1碳热还原试验本研究首先对钛铁复合矿进行高温碳热还原试验，旨在将其中的二氧化钛TiO2还

7、原至新的富钛相物质碳氧化钛Ti2CO，将铁的氧化物（为保持配碳量充足，均以Fe2O3计）还原至金属铁，即按照以下反应式的化学计量比配置原料和还原剂碳粉。2TiO2+4C=Ti2CO+3CO(g)（1）Fe2O3+3C=2Fe+3CO(g)（2）收稿日期：2014-11-25基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目（2012AA062302）作者简介：陈卓笛（1989-），男，浙江人，硕士研究生.本试验所用的钛铁复合矿由攀钢集团提供，即为实际高钛渣。攀枝花的钒钛磁铁矿属于十分典型的原生岩矿，其矿石品位较低，