1、1我国钛渣生产技术现状1、前言我国钛资源比较丰富，除少量钛铁砂矿外，主要以钛铁岩矿为主，国内钛铁岩矿的缺点是品位低，杂质含量高，不能直接满足氯化法钛白对原料的要求，仅适宜作硫酸法钛白的原料。由于硫酸法钛白生产过程中产生大量难以治理、污染环境的“三废”，近年来全球硫酸法钛白产能急剧萎缩。随着我国氯化法钛白以及海锦钛工业的快速发展，对高品位富钛料的需求日益增加。因此，寻求经济合理的钛原料处理方法，将我国丰富的钛铁矿资源加工成富钛料是我国钛白和钛材产业发展的当务之急。国内从上世纪 50 年代就开始对电炉冶炼钛渣的生产工艺进行研究开发，经过近 50 年的发展，目前全国钛渣生产能力仍很小，约 15 万吨
2、/年，仅占世界年生产能力的 5%。如果加上攀钢正在建设的年产 6 万吨钛渣厂和承德年产 3.3 万吨的高钛渣厂，全国总生产能力也仅占世界的8.1%，与我国丰富的钛资源和全球第二大钛白生产国的地位极不相称。因此，必须加快我国钛渣产业的发展，为钛白和钛材业提供更多的优质原料，减轻钛白行业环保压力，促进我国钛白和钛材工业整体水平的全面提高。2、国内钛渣技术发展现状国内钛铁矿一般直接供硫酸法钛白生产作原料，少量加工成富钛料，供氯化法钛白、四氯化钛、海绵钛和电焊条工业使用。随着海绵钛和氯化钛白工业的迅速发展，对钛渣等富钛料的需求越来越大，国内钛渣产量逐年增加。2005 年全球氯化法钛白使用富钛料占整个钛
3、白工业原料 55%，硫酸法钛白占 45%。世界钛白工业使用富钛料量占所用原料 75%以上。而目前国内氯化法钛白、四氯化钛、海绵钛和电焊条工业四项合计使用的富钛料才占国内钛矿消耗量的7.5%，硫酸法钛白占 92.5%，与国外相比差距较大，表明在我国发展富钛料前景广阔。硫酸法钛白生产虽然可以采用钛铁矿做原料，但存在酸耗量大、副产品硫酸亚铁多、不溶固体杂质量增加和废酸废液难治理等问题。采用富钛料(酸溶性钛渣) 可以减少酸耗量 30%并解决硫酸亚铁问题，从而减轻环保压力，提高设备产能，目前国外越来越多的厂家都将其原料改成钛渣和人造金红石等富钛料。氯化法钛白和海绵钛生产的第一道工序是制取 TiCl4，用
4、钛铁矿生产 TiCl4 时，由于钛铁矿中杂质含量高，每生产 1 吨 TiCl4 产出约 0.92 吨氯化物杂质，使氯耗和“三废”增加，氯化炉产能降低，TiCl4 的生产成本升高，所以 国内外的生产厂家从不用 TiO2 低于 60%的钛铁矿作为生产 TiCl4 的原料，主要采用高钛渣和金红石等富钛料。近几年，中国金属钛和钛白粉行业发展迅猛，金属钛及钛白粉总产量分别以每年3050、6%8%的速度增长， 2005年，金属钛产量达9370多吨，钛白粉产量达55万 t，对钛铁矿的需求量日益增加。 中国的钛资源比较丰富，主要以钛铁矿为主，四川钛矿占全国钛矿总储量的 90%以上。 但中国钛矿90% 以上是共
5、生岩矿，TiO2 含量低，成分复杂，要富集到满足氯化要求的高品位富钛料需做大量研究开发工作。广东、广西、海南等地的砂矿虽然容易开采且品位较高，但没有大型矿床，难于满足大规模开采的要求。中国的钛矿选厂共有80多家，其中攀钢的产能30多万 t/a，云南约25万 t/a，广东、广西、海南3省共约35万 t/a，全国合计产能约90 万 t/a。而目前国内钛铁矿年需求量约140万 t，商品矿供不应求，需从澳大利亚、加拿大等国进口钛铁矿和高钛渣，从越南、印度和朝鲜进口钛矿。由于目前世界范围适合氯化法技术的高品位天然金红石原料供应严重不足，每年仅41万 t 左右，因此开发氯化法用的富钛料，实现生产规模大型化
6、对发展中国金属钛和钛白工业具有重要意义。我国从50年代末开始冶炼钛渣的研究，当时电炉容量是400kVA 敞开式电炉，到今天已有近50年的历史。目前全国拥有钛渣电炉30多台（不包括乡镇企业)，是世界上拥有钛渣电炉台2数最多的国家，生产能力约15万 t/a,产量约12万 t/a。最大的电炉容量7000kVA（在建的最大容量25000kVA）,为半密闭 (矮烟罩)式电炉，最小的电炉容量400kVA,是敞开式电炉，钛渣产品 TiO2大于90%，绝大部分在92%TiO2以上，这些产品中约50%作为生产氯化钛白和海绵钛的原料,50%用于生产人造金红石，作为电焊条的原料。目前国内还没有用钛渣做硫酸法钛白粉生
7、产的原料，表明我国钛白工业环保压力大。我国高钛渣生产的特点是：电炉台数多、容量小、产量低、技术落后，除少数在建电炉外，基本上是七八十年代的技术水平，产品全部在国内市场销售，未进入国际市场。3、国内钛渣科研状况我国钛资源的特点是钛品位低，大部分是钛磁铁矿，原生钛矿不能直接用于生产氯化钛白、海绵钛和电焊条，必须采用冶炼钛渣或生产人造金红石等富钛料的方法才能满足需求。国内冶炼钛渣试验最早始于五十年代，1957 年北京有色金属研究总院做了用钛铁矿制取高钛渣扩大试验，此后过了近 20 年时间，国内一些科研单位和生产厂家才大量进行钛渣冶炼试验：1975 年在宣化钢铁公司五七厂做了 400kVA 电炉冶炼铁
8、和钛渣试验；1976 年在阜新铁合金厂做了 400kVA 电炉冶炼铁和钛渣试验；1976 年用锦州铁合金厂 1800kVA 电炉做了熔炼铁和钛渣试验；1979 年用遵义钛厂 6300kVA 电炉进行了电炉熔炼高钛渣试验；1979 年在锦州铁合金厂 1800kVA 电炉上再次做了冶炼酸镕性钛渣工业试验；1980 年用锦州铁合金厂 4000kVA 电炉做了冶炼氯化钛渣试验；1982 年在遵义钛厂 6300kVA 电炉上做了冶炼氯化钛渣试验。这些试验都是在敞口电炉上进行的，采用自焙电级，一次加料，操作中存在翻渣结壳现象，电流不稳，变压器能力不能充分发挥，煤气和半钢得不到很好利用。尽管我国从 50 年
9、代就开始钛渣冶炼试验，但真正进行产业化是在 70 年代，自“六五”（1980-1985）以来，我国加大了高钛渣制备技术及产业化开发力度，到目前为止，研究工作取得了长足进展，完成了大量基础研究和探索性试验，开展了密闭电炉连续加料、配碳方式、明弧或半明弧、薄料层操作、稳定炉况操作条件等系列研究，先后采用24kVA、100kVA、187kvA、 250kVA、400kVA、650kVA、1800kVA 、3200kVA 和 6000kVA 各种规模的电炉，做了攀枝花钛精矿预氧化球团、预还原球团和粉矿直接入炉冶炼酸溶性钛渣 3种原料方式的半工业性和工业性试验，积累了丰富的试验数据和经验。（1）攀枝花钛
10、精矿球团冶炼高钛渣试验1978 年，在宣钢五七厂 400kvA 电炉、阜新铁合金厂 400kvA 电炉、锦州铁合金厂 1800kvA电炉和遵义钛厂 6000kVA 电炉冶炼攀枝花钛精矿试验的基础上，锦州铁合金厂用 3000kvA 和1800kvA 两台电炉同时进行攀枝花钛铁矿球团料冶炼高钛渣试验，试验目的是为熔盐氯化工业试验提供钛渣原料。试验共投矿 300 吨，生产出 134 吨高钛渣，高钛渣的成分基本稳定在 82% TiO2， CaO+MgO=7.94%，冶炼过程炉况稳定，但冶炼回收率极低，仅为 83.3%。试验钛渣成分见表 1，还原生铁成分见表 2，主要技术经济指标见表 3。表1 钛渣化学
11、成分，%TiO2 Fe Al2O3 SiO2 Cr2O3 V2O5 MnO CaO MgO P C S82.41 3.01 2.24 3.30 0.06 0.20 0.97 0.85 7.09 0.00750.19 1.01表2 还原生铁化学成分，%C Si Mn P S Ca Mg Ti32.25 0.25 0.15 0.05 1.15 微 微 微表3 钛渣主要技术经济指标，t/t 钛渣，钛精矿 石油焦 焦炭 纸浆 电极 炉前电耗 冶炼回收率2.20t 0.404t 19.88kg 0.231t 57.50kg 3560kwh 83.30%1979年，锦州铁合金厂和北京有色金属研究总院在锦州
12、铁合金厂1800kvA 电炉上再次进行了攀枝花钛精矿团料冶炼酸溶性钛渣工业试验，试验共投料205.5吨，冶炼64炉，试制出平均含TiO278.2%的酸溶钛渣108吨，经酸溶性试验测定平均酸解率为94.5%，在上海东升金属厂以硫酸法生产出合格钛白，钛渣的主要技术经济指标见表4。表4 钛渣主要技术经济指标，t/t 钛渣钛精矿 石油焦 纸浆 电极 炉前电耗 动力电耗 冶炼回收率1.907t 0.270t 0.110t 35.0kg 2487kwh 200kwh 90.30%球团料冶炼钛渣工艺过程是先将攀枝花钛精矿加入纸浆等混捏成球团，球团烘干后再入敞口电炉冶炼，整个工艺过程过于繁琐，钛的回收率较低，
13、为90.3%。另外，炉料中加入纸浆、敞口电炉冶炼使大量的有毒气体和粉尘进入大气，污染环境，而且产品钛渣中硫含量高达1.01%，副产半钢硫含量达1.15%，加大了半钢 应用或进一步深加工的难度，无法实现产业化。（2）攀枝花钛精矿氧化焙烧密闭电炉冶炼钛渣半工业试验19801981年，北京有色金属研究总院、锦州铁合金厂、沈阳铝镁设计研究院在实验室做了攀枝花钛铁矿氧化焙烧脱硫条件试验，然后将187kvA 敞口电炉进行密闭后做了冶炼钛渣的探索试验。在此基础上，沈阳铝镁设计研究院完成了187kVA 密闭电炉的设计，锦州铁合金厂制造并安装了回转窑和187kVA 密闭电炉。1982年在 0.548米的回转窑中
14、进行了氧化焙烧脱硫试验，回转窑转速为2.2转/分，烧成带温度9001050，加料速度700公斤/小时，窑利用系数7.2吨/ 米3 天，柴油消耗43公斤/ 吨矿。此后进行了密闭电炉冶炼钛渣试验，其中连续冶炼20天，冶炼钛渣128炉（酸溶性钛渣103炉、氯化钛渣5炉、两广矿高钛渣20炉） ，生产钛渣22吨。冶炼攀枝花矿酸溶性钛渣的主要技术经济指标为：钛铁矿含 TiO246%，含硫0.46% ，氧化后的炉料含硫0.038% ，脱硫率91.7%95%；出炉铁水含硫0.12%0.15%；钛渣TiO275.04%，含硫 0.1%；消耗冶金焦 206公斤/吨钛渣，石墨电极27公斤/ 吨钛渣，电耗 2650度
15、；TiO2回收率 98.3%；每吨钛渣煤气发生量340m3 （CO78%左右） 。试验使我国首次密闭电炉冶炼钛渣获得成功，为我国钛渣电炉的大型化和自动化操作奠定了基础。试验结果表明，采用连续加料开弧冶炼的方法可以实现密闭电炉连续冶炼钛渣，与开口炉相比，密闭电炉冶炼钛渣有如下优点：热损失减少，电耗降低，回收率提高。187kVA 电炉作开口炉冶炼试验时，每吨攀枝花矿酸溶性钛渣（品位折合75%TiO2）电耗2873度，TiO2回收率89%。用密闭电炉试验时，每吨攀枝花矿酸溶性钛渣（品位折合75%TiO2）电耗2650度，TiO2回收率98.3%。冶炼操作在密闭的还原性气氛下进行，避免了石墨电极的高温
16、氧化和还原剂的氧化烧损，因此电极和还原剂的消耗比开口电炉分别减少50%和28%。4无噪音，尘粉少，无需进行繁重的捣炉作业，有利于环境保护和劳动条件的改善。炉况稳定，基本上消除了因电流波动大而引起的短路跳闸现象，有利于安全操作。可回收利用电炉煤气，减少能源消耗。（3）攀枝花钛精矿预还原 密闭电炉冶炼钛渣半工业试验1980-1982年攀钢和贵阳铝镁设计研究院进行了 “攀枝花钛精矿预还原密闭电炉冶炼酸溶性钛渣”实验室试验和扩大试验，1983年完成了全流程半工业性试验。钛精矿回转窑预还原试验在实验室小试验基础上，1981-1982 年在链蓖机回转窑 装置上进行了5个周期试验，第一、二周期着重对球团的性
17、能和设备适应性进行考察。第三、四周期主要做各种条件试验和连续运转试验，连续运转时间为16天和36天。第五周期考察使用褐煤工艺操作条件并为密闭电炉试验备料。 预还原球团冶炼钛渣试验1981年末，在100kVA 可倾动有盖电炉中进行了冶炼工艺条件试验，连续冶炼 121炉。冶炼过程电流稳定，渣面平稳，出渣后不用捣炉可继续加料进行冶炼，出炉时渣铁畅流，分离良好。在此基础上，用250kVA 密闭电炉做了预还原球团冶炼钛渣电 参数条件试验，并就试验获得的最佳参数进行连续冶炼和对比试验。试验主要考察了不同二次电压对钛渣冶炼过程的影响和入炉料对冶炼效果的影响。半钢炼钢试验钛渣试验冶炼得到的半钢与国内钛渣厂冶炼
18、的半钢相比，含硫量大幅度下降，Si、Mn、P等杂质也很低，因此可代替废钢，直接冶炼成低合金钢和碳素结构钢。试验组用0.5吨电弧炉冶炼15Cr、30Cr 低合金钢以及50号碳素结构钢，其成分合乎部颁标准。钛渣酸溶性试验对含 TiO275%左右的钛渣进行分批抽样测定，平均酸解率大于94%。攀枝花钛精矿预还原密闭电炉冶炼钛渣半工业试验最终结果如下：在 0.47m回转窑中，用褐煤预还原攀枝花钛精矿，连续运转36天，球团金属化率4550%，煤耗1.87吨褐煤/吨金属化球团，球团含硫量 0.066%，综合脱硫率92.4%，回转窑利用系数0.570吨球/日m3 ，钛回收率95.29%，回转窑运转顺利。钛精矿
19、预还原球团在250kVA 密闭电炉进行19天的钛渣冶炼试验，共冶炼 110炉。冶炼过程操作平稳，炉料自沉，不结壳。其中连续冶炼62炉，实现了连续加料，连续冶炼，定期出炉。总共生产酸溶性钛渣10.316吨，半钢4.297吨，钛渣含 TiO2平均75.35%，半钢含硫平均0.101% 。每吨钛渣消耗还原球1.55吨，石油焦73.28kg，石墨电极16.02kg，电1862kWh，TiO2回收率99.05%。钛渣和半钢含硫量降低，钛渣含硫量符合硫酸法制钛白的要求，酸解率平均94%，半钢不经炉外脱硫，可代替废钢冶炼出合格的低合金钢（15Cr，30Cr）和碳素结构钢。（4）小试验预氧化和预还原密闭电炉冶
20、炼钛渣，能够达到炉况稳定和脱硫的双重目的，工艺可靠，设备顺行，具有较好的技术经济指标，但同时也带来了两个明显的问题：工艺流程增长；总能耗增加。从而影响经济效益的进一步提高，因此，攀钢开展了粉矿直接入炉冶炼钛渣试验。1983年进行了探索性试验，1984年在250kVA 密闭电炉上做了 58炉条件试验，1985年又做了68炉补充试验和33炉连续试验。得到 TiO275.67%的钛渣，MgO+CaO=10.82%（见表56） 。粉矿5直接入炉小试与预氧化和预还原工艺指标对比结果表明：粉矿直接入炉工艺能耗仅为预氧化的79% ，预还原的52%。粉矿入炉工艺电耗为2070kWh，是预氧化的78%，预还原的
21、111% 。成本对比分析表明，粉矿入炉工艺的成本分别为预氧化的85%和预还原的97%。表5 钛渣成分，%工 艺 炉数 数量，t TiO2 Ti2O3 TFe FeO MgO CaO MnO Al2O3 SiO2预氧化 58 10.7 75.04 18.29 4.66 7.97 2.16 0.81 2.99 4.50预还原 62 10.32 75.35 12.35 4.09 2.09 9.11 2.33 2.55 6.04粉矿 33 5.695 75.67 10.09 5.74 4.94 8.92 1.90 0.96 2.12 5.17表6 生铁成分，%工 艺 C S P Si Ti Mn V预
22、氧化 2.57 0.12 0.02 0.15 0.16 0.04预还原 2.55 0.101 0.01 0.125 0.086 0.05 0.025粉矿 2.69 0.36 0.0064 0.042 0.047 0.03 0.015粉矿直接入炉小试结果表明：攀枝花钛精矿粉矿直接入密闭电炉冶炼钛渣，解决了冶炼过程炉况不稳定的问题。通过连续试验证实，该工艺能够控制翻渣结壳，做到不捣炉；电气操作时，短路跳闸现象很罕见，炉子功率因数达 0.89，与预氧化相当，与预还原相近。工艺技术先进， 设备简单，操作方便。工艺流程短、投资少、收率高、能耗省、成本低。（5）工业试验 在“六五”、 “*”期间，攀枝花钛
23、精矿冶炼钛渣先后进行了预氧化、预还原、粉矿入炉试验研究，旨在解决我国传统冶炼钛渣存在的翻渣、结壳、操作不稳定等问题，达到密闭电炉冶炼大型化、机械化、自动化的目的。尽管这阶段的试验研究取得了不少的经验，但始终未找到一条经济可行的工艺流程并开发出相应的大型冶炼设备。为了加速攀枝花钛资源的综合利用，进一步对钛渣冶炼工艺进行深入探索，为工业化提供依据。1997 年攀钢研究院、攀钢西昌分公司、北京有色研究总院和贵阳铝镁设计院在攀钢西昌分公司 3200kVA 电炉上进行了工业试验，目的是考察连续加料工艺在电炉放大后的冶炼规律，考察过去试验结果的重现性以及对现有3200kVA 电炉设备的适应性，为下一步条件
24、试验和连续稳定试验打下基础，为进一步改造设备提供依据。 本次试验共冶炼了 7 炉，加入钛精矿 35.6 吨，冶金焦 3.36 吨，产钛渣 23.874 吨，半钢8.836 吨，电耗 2277kWh/t 渣，电极消耗 23.87kg/t 渣，TiO2 收率 96.81%。试验对攀枝花钛精矿冶炼钛渣有了进一步的认识。 2001 年攀钢研究院和攀钢钛业公司用攀枝花钛精矿和云南钛精矿两种原料，在 650kVA 敞口电炉上进行了半工业试验，首先探索冶炼品位为 TiO2（802）%的钛渣配矿比、配碳比以及供电制度对钛渣品质的影响等主要工艺参数，然后在云南陆良 1800kVA 敞口电炉上进行了攀枝花矿配加
25、50%云南矿云南矿和 攀枝花矿冶炼钛渣工业试验，共消耗钛矿 772 吨，其中攀枝花矿 478 吨，冶炼 270 炉，生产钛渣 417.7 吨。试验用钛精矿和还原剂化学成分见表 78。6表 7 钛精矿化学成分，%钛矿 TiO2 SiO2 Al2O3 CaO MgO TFe FeO Fe2O3 S P攀枝花矿 47.09 3.53 1.70 1.57 5.89 30.86 34.64 5.52 0.102 0.013云南矿 48.22 1.62 0.399 95 85 12 .1.0 28沥青 30-40 55-75 0.5 5电炉采用间歇式操作，即“捣炉加料放下电极送电熔炼出炉”作业制度。电炉操
26、作最重要的是选择合理的二次电压和二次电流。二次电流在熔炼周期的变动，可分为以下三个时期：低电流稳定期：开始送电时，电极间的炉料有较大的电阻，炉子受电困难。同时也为了控制焙烧电极的电负荷，二次电流为额定值的 0.3 倍，这一时期电极电流稳定，尽量不调整电极下插深度，让其周围炉料“安静”地升温烧结，避免电流增大，否则会造成上抬电极、 “坩蜗”( 电极熔池) 塌料、炉渣翻腾、再增大电流、再上抬电极的恶性循环。 电流波动期：低电流稳定末期， “坩埚”出现熔融，进入电流波动期工作。因炉料还原和熔化剧烈，并伴随塌料翻渣，电极经常处于短路工作状态，电流在零和额定值间频繁变动，甚至超载跳闸。人工配电时，这一时
27、期的操作极为关键，要本着逐级稳定、升高的原则，迅速准确地调整电流，选用较高二次工作电压，相间熔通快，可缩短电流波动期时间。 高电流稳定期：电流波动末期， “坩埚”壁的炉料层温度升高并烧结牢固，塌料现象减少，电极电流波动幅度小，此时电负荷较大， “坩埚”化料速度快、化料深、区域宽、相间接近熔通。当三个“坩埚”最后熔通且熔炼进入高电流稳定期，电极电流平稳易调，可稳定在额定值附近直到熔炼终点。6300kVA 自焙电极钛渣电炉电气操作制度见表 14。表 14 6300kVA 自焙式电极钛渣电炉的电气操作制度熔炼时间 二次电压，V 二次电流， A 一次电压，V 持续时间，h 操作原则低电流稳定期 120
28、 42004500 50100 0.5 电流由大到小，平稳易测，尽量不抬动电极。电流波动期 130 420020000 50250 1.5 电流波动幅度大，调整困难，要逐步稳定和升高。高电流稳定期 120 2000024000 280360 1.5 电流平衡易测，但容易超载。在熔炼终点，要赶在可能出现大塌料之前出炉，用圆扒把渣口堵渣扒出，再用氧气烧穿，熔体盛于渣包，放完熔体后可用钛渣堵住渣口。熔炼终点的判断，主要依据是连续熔炼 3h 以上，用电量超过 8000kWh，熔炼进入高电流稳定期约 1h，三相电流在额定值附近稳定运行，并趋于平衡，炉内含有 94%一 96%TiO2 熔体。 渣包内的熔体
29、由于渣铁比重不同进行分层。生铁的比重大，位于下部，钛渣位于上部，经自然冷却凝结，用吊具吊出渣包，砣子运住渣场冷却砸碎，分离大块生铁后，再经磁选、球磨得到符合要求的钛渣。 主要技术经济指标主要原料及能耗指标如下：钛铁矿：20702080kg/t；石油焦：140150kg/t；沥青；125135kg/t ；电：28003400kWh/t。 钛渣生产存在的问题： 环保方面采用敞口电炉一次加料工艺，造成污染严重、热辐射高、操作环境恶劣：废气及粉尘污染电炉炉气从电极周边溢出，没经过任何除尘净化措施，直接排入空气，造成炉前粉尘大，空气污染严重，工人操作环境恶劣。热辐射高因采用敞口电炉，操作现场温度高，电炉
30、热损失大。噪声污染电极在反应熔炼时产生很大的噪声，严重影响工人身体健康。工艺技术 敞口圆形电炉的炉膛内径 4360mm，炉膛深度 2000mm，由于炉内容量小，每次排渣量为23t，而铁水不足 1t，造成渣铁不能分排，而渣铁同时排出具有许多缺点： 每次的排渣量不易控制排渣时间长，影响电炉产量，同时必须进行渣铁分离； 渣铁是靠自然冷却，因此铁中含有大量的杂质，给铁的综合利用带来很多不便； 由于每次排渣量大，炉内的温度下降快，当下一炉的生料加入后，需要焙烧一段时间以提高炉温，因此增大了耗电量。 9电炉设备 敞口圆形电炉与密闭矩形电炉相比较、有以下不足之处： 敞口圆形电炉电耗一般为 30003l00k
31、Wh/t、而密闭矩形电炉电耗般为 2400 kWh/t，敞口圆形电炉电耗高；大型密闭电炉可实现连续加料，而且渣铁分开排出，易于对渣铁进行分别处理，而敞口圆形电炉由于容量小，不能实现渣铁分排，无法综合处理铁水；敞口圆形电炉三相电极呈三角形分布，极心圆和炉体直径决定于电极尺寸，由于受电极直径的限制，圆形电炉容量不可能很大；而矩形电炉的电极呈直线排列，只需增加电极数，延长炉体，同时矩形电炉的电功率参数、热强度和炉体尺寸呈线性排列，因此矩形电炉能够实现大型化；敞口圆形电炉的电极频繁提升，炉内反应激烈，而密闭矩形电炉反应相对平稳，易于自动控制；敞口圆形电炉冶炼时排放大量炉气，无法综合利用，造成环境污染。
32、而密闭电炉可以综合回收炉气，提高 TiO2 回收率，减少环境污染。 由于敞口圆形电炉存在上述问题，2004 年遵义钛厂对钛渣生产设备进行了大规模的技术改造，新建了一台 6300KVA 自焙电极半密闭式电炉，电极装置采用较为先进的液压制动系统、烟气通过脉冲式布袋除尘处理，原料制备采用先进的自动配料控制系统，钛渣破碎采用先进的破碎生产工艺，年产氯化钛渣 6000t，作为镁还原法生产海绵钛的初级原料，目前该电炉各项生产技术经济指标达国内领先水平。但与国外先进的密闭电炉相比，仍然存在较大差距。（2）阜新金属熔炼厂钛渣生产工艺 阜新金属熔炼厂是我国东北地区唯一生产“高钛渣”、 “人造金红石 ”的专业厂，
33、有近 30 年的生产历史。该厂技术力量比较雄厚，工艺流程先进，2003 年新增年产 5000 吨高碳铬铁电炉一座。主要生产设备有大型电炉四座、球磨机、回转窑等设备近百台，年总设计生产能力 15000 吨。该厂位于阜新市，地理位置优越，交通便利。工厂被原中国有色金属总公司确定为高钛渣定点生产企业，是中国电工设备总公司人造金红石定点生产单位。该厂高钛渣用作生产四氯化钛-海绵钛的原料，人造金红石则用于生产电焊条，均为优质产品。 阜新金属熔炼厂钛渣生产工艺与国内其它钛渣厂生产工艺相同，原料是钛精矿，采用敞口圆形电炉熔炼工艺，高钛渣产品二氧化钛含量较高（见表 15） ，是生产四氯化钛-海绵钛的优质原料。
34、产品“飞跃牌高钛渣” 呈黑灰色粉状。产品执行部颁标准： 粒度：0.425mm100%通过，-0.075mm25% 包装：内塑料袋，外麻袋或编织袋双层包装 为适应焊剂、搪瓷等行业需要还生产粒度为-0.075mm 的高钛渣粉末。表 15 阜新金属熔炼厂钛渣化学成份。%钛渣 TiO2 Fe CaO+MgO MnO2一级 94 3.0 1.0 4.5二级 92 4.0 1.5 4.55、结论我国钛资源比较丰富，除少量钛铁砂矿外，主要以钛铁岩矿为主。国内钛铁岩矿的缺点是品位低，杂质含量高，不能直接满足氯化法钛白对原料的要求，仅适宜作硫酸法钛白的原料。由于硫酸法钛白生产过程中产生大量难以治理、污染环境的“
35、三废”，近年来全球硫酸法钛白产能急剧萎缩。但国内钛白工业除攀钢锦州钛业公司使用氯化渣生产钛白粉外，大都以钛精矿为原料，硫酸法工艺生产钛白粉，因此，钛渣生产发展速度缓慢。随着我国氯化法钛白以及海锦钛工业的快速发展，近年对高品位富钛料的需求日益增加。因此，寻求经济合理的钛原料处理方法，将我国丰富的钛铁矿加工成富钛料是我国钛白和钛材产业发展的必由之路，此外，随着我国对环保力度的加强，使用钛渣为原料生产钛白将大势所趋。 国内从上世纪 50 年代就开始对电炉冶炼钛渣的生产工艺进行研究，经过近 50 年的发展，10目前全国钛渣生产能力仍很小，约 15 万吨/年，仅占世界年生产能力的 5%。如果加上攀钢正在
36、建设的年产 6 万吨钛渣厂和承德年产 3.3 万吨的高钛渣厂，全国总生产能力也仅占世界的8.1%，与我国丰富的钛资源和全球第二大钛白生产国的地位不相称。因此，必须加快我国钛渣产业的发展，为钛白和钛材业提供更多的优质原料，从而减轻钛白行业环保压力，促进我国钛白和钛材工业整体水平的全面提高。 我国高钛渣生产水平很低，技术比较落后，与国外差距较大。2004 年遵义钛厂对钛渣生产设备进行了大规模的技术改造，新建了一台 6300KVA 自焙电极半密闭式电炉，电极装置采用较为先进的液压制动系统、烟气通过脉冲式布袋除尘处理，原料制备采用先进的自动配料控制系统，钛渣破碎采用先进的破碎生产工艺，目前该电炉各项生产技术经济指标达国内领先水平，但与国外先进的密闭电炉相比，仍然存在较大差距。
