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这项制备钛白技术:解决国际难题,打破依赖进口局面

2019年11月17日 浏览量: 评论(0) 来源: 中国涂界网 作者: 李思豪
摘要:10月25日,重庆市科技局公示了2019年度重庆市科学技术奖提名项目形式审查合格项目,“高钙镁钛精矿大型电炉冶炼高钛渣制备钛白关键技术及应用”被提名为重庆市科技进步奖一等奖。

10月25日,重庆市科技局公示了2019年度重庆市科学技术奖提名项目形式审查合格项目,重庆大学、攀钢集团钒钛资源股份有限公司、攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司、攀钢集团重庆钛业有限公司联合完成的“高钙镁钛精矿大型电炉冶炼高钛渣制备钛白关键技术及应用”被提名为重庆市科技进步奖一等奖。

重庆大学作为第一完成单位,攀钢集团钒钛资源股份有限公司、攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司和攀钢集团重庆钛业有限公司作为合作单位,共同对高钙镁钛精矿大型电炉冶炼高钛渣制备钛白关键技术开展了大量基础研究和技术升级工作。重庆大学自主开发了超高温熔体综合物性测试装置,有效解决了高钙镁钛渣的高温物理化学性质测试的国际难题,填补了高钙镁钛渣高温物理化学性质的空白,并为电炉冶炼工艺优化及技术改进提供了理论指导和基础数据支撑。

项目合作单位共同开发出一套拥有自主知识产权,集合了适合大型电炉冶炼的高钙镁钛精矿预处理、连续加料、关键工艺参数控制、挂渣层稳定控制、终点自动判断、制备钛白等六项关键技术为一体的先进冶炼工艺与技术。成果整体实现工业应用并取得了显著效益,工厂环保水平显著提高。成果获权发明专利15项,发表SCI/EI 论文24篇,培养数十名研究生和相关工程技术人员,在美国TMS会议等大型学术会议做大会报告十余次,并创办了系列钛产业前沿技术交流会。成果填补了利用我国高钙镁钛精矿电炉冶炼高钛渣制备钛白的技术空白,打破了国内依赖进口钛精矿冶炼钛渣的瓶颈,为实现采用电炉冶炼全高钙镁钛精矿生产钛渣制备钛白做出了突出贡献。经专家评价总体上达到了国际领先水平。

钛是国家战略金属,我国攀西地区钛资源储量丰富。攀钢通过引进国外技术,初步掌握了钛渣冶炼工艺,但尚未掌握适合攀西高钙镁钛精矿高效冶炼钛渣制备钛白的关键工艺技术,进口原料依赖度高、能耗高等问题突出;此外,炉衬寿命短、间歇式操作和自动化水平低也困扰电炉钛渣冶炼技术进步。为开发适合我国特有的高钙镁钛精矿冶炼钛渣制备钛白技术,提高产业优势和核心竞争力,项目完成单位历经十余年创新研究,开发了高钙镁钛精矿大型电炉冶炼高钛渣制备钛白关键技术,主要技术突破如下:

1、自主开发了超高温熔体综合物性测试装置,首次有效解决了钛渣的高温物理化学性质准确测试的国际难题,突破了钛渣物理化学性质在超高温温度控制和气氛保护下的精确测量瓶颈。

2、首次全面的对高钙镁钛渣的各类高温物理化学性质进行了测试,完善了高钙镁型钛渣高温基础物性数据库。阐明了钙、镁对高钙镁钛渣高温物性的影响规律,揭示了高钙镁钛渣难以电炉冶炼的原理,为关键技术开发提供理论依据和数据支撑。

3、系统研究了高钙镁钛精矿的基础矿物特性,开发了旨在强化还原的高钙镁钛精矿的原料预处理技术。改进了电炉的供电制度和电极控制制度,开发了电炉连续加料技术,创新性提出连续加料、定期出炉的工艺。研究了高钙镁钛渣的泡沫化行为和对炉衬的侵蚀行为,开发了高钙镁钛渣冶炼关键工艺参数控制和挂渣层稳定控制技术,确定了硫酸法钛白用钛渣的主要成分,开发了利用氧势变化自动判断冶炼终点技术,提高了冶炼的自动化水平。

成果在攀钢集团钒钛资源股份有限公司电炉上取得实际应用并得到了显著的效果,吨渣冶炼电耗降低586.4kWh,电炉输送功率提升2.60MW,产量指标由平均3602.88吨/月提升至5600吨/月以上。钛渣生产成本由2865.21元/吨降低至2241.35元/吨。新技术生产的钛渣在攀钢集团重庆钛业有限公司成功应用,钛渣酸解率可达92.5%以上。成果实施以来近三年利润2.82亿元,技术进步带来间接效益2558.4万元。

成果获权发明专利15项,发表SCI/EI 论文24篇,培养博士后1人、博士生8人、硕士生5人、相关工程技术人员20余人。在美国TMS会议等大型学术会议做大会报告十余次,并创办了系列钛产业前沿技术交流会。同行专家评价:成果达到国际领先水平,具有良好的推广应用前景。成果为实现采用电炉冶炼国内全高钙镁钛精矿生产钛渣制备钛白做出了突出贡献。

攀钢集团重庆钛业有限公司主要负责钛渣产品生产钛白试验,是技术成果的应用和实施单位。解决了钛渣酸解率低、铁粉用量大等关键问题。技术实施后,钛渣酸解率≥92.5%,实现铁粉“零添加”,有效降低了FeSO4产生,有利于推动硫酸法钛白清洁生产,对提升钛白行业整体环保水平具有重要意义。

在国家“863计划”项目、国家自然科学基金面上项目以及企业合作项目等支持下,历经十余年创新研究,开发了高钙镁钛精矿大型电炉冶炼高钛渣制备钛白关键技术。成果技术在攀钢集团钒钛资源股份有限公司(攀钢集团钛业公司)钛冶炼厂1号电炉上取得实际应用并得到了显著的效果,后续在2号和3号电炉上进行了推广。新技术生产的钛渣在攀钢集团重庆钛业有限公司成功应用,钛渣酸解率可达92.5%以上。研究成果的成功应用对推动我国高钙镁钛精矿直接电炉冶炼生产高钛渣制备钛白的发展发挥了重要作用。(涂界)

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