攀鋼鈦白粉廠回轉(zhuǎn)窯煅燒

攀鋼鈦白粉廠回轉(zhuǎn)窯煅燒 旋風(fēng)收塵料的經(jīng)濟(jì)利用

攀鋼鈦白粉廠科研檢測(cè)中心

摘要  本文通過(guò)對(duì)攀鋼鈦白粉廠回轉(zhuǎn)窯煅燒旋風(fēng)收塵物料（以下簡(jiǎn)稱“窯灰”）的物化分析，實(shí)驗(yàn)室研究了窯灰生產(chǎn)合格金紅石初品的的技術(shù)路線和工藝控制條件，為窯灰的經(jīng)濟(jì)利用指明了方向。

前言

攀鋼鈦白粉廠2萬(wàn)噸/年金紅石型鈦白粉生產(chǎn)裝臵2007年底建成投入使用，該裝臵采用傳統(tǒng)的硫酸法工藝生產(chǎn)。

回轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣系統(tǒng)采用旋風(fēng)＋文丘里噴淋＋水洗塔工藝，合格的偏鈦酸通過(guò)窯尾螺旋輸送到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，由窯頭燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的大量高溫氣體對(duì)偏鈦酸進(jìn)行脫水、脫硫和晶型轉(zhuǎn)換處理，最后形成合格的金紅石初品。在該環(huán)節(jié)有相當(dāng)數(shù)量的未完全脫水、脫硫的偏鈦酸和粒徑細(xì)小的金紅石初品被高溫尾氣帶出回轉(zhuǎn)窯進(jìn)入尾氣旋風(fēng)收塵系統(tǒng)，以粉狀收塵料形式排出。

該部分物料成分較為復(fù)雜，有害雜質(zhì)多，特別是高價(jià)鐵含量高（接近800～2300ppm）。如果直接返回流程，嚴(yán)重影響金紅石初品質(zhì)量。目前此物料每月產(chǎn)出4～6000kg（年60噸左右），由公司銷售部門以廢料形式外銷，售價(jià)僅僅在3000元/噸左右，而我廠金紅石初品的成本達(dá)到11000元/噸，因此研究和實(shí)施旋風(fēng)收塵料再利用的工藝具有較大的經(jīng)濟(jì)

效益。

2工藝路線

2.1   窯灰的物化分析及再利用思路 2.1.1 窯灰的元素分析

現(xiàn)場(chǎng)抽查數(shù)批窯灰物料，檢測(cè)其元素含量，結(jié)果見(jiàn)表1：

表1  窯灰元素成分分析表

分析：由上表可以看出，窯灰的主要成分和金紅石煅燒初品基本一致，只是二氧化鈦含量和雜質(zhì)鐵含量存在較大差距，而二氧化鈦含量偏低主要是由于窯灰未充分的脫水、脫硫造成，后期通過(guò)完全煅燒是可以解決的。雜質(zhì)鐵的有效去除是決定窯灰能否再利用的重點(diǎn)。

2.1.2  窯灰的再利用思路

選擇合適的工藝將窯灰中大量的雜質(zhì)鐵除去，按照合理的比列摻入合格的偏鈦酸進(jìn)行煅燒，生產(chǎn)出滿足質(zhì)量要求的金紅石初品是窯灰經(jīng)濟(jì)利用的主要思路。

2.1.2.1  窯灰酸溶除鐵

實(shí)驗(yàn)室中采用酸溶洗滌工藝除鐵，稱取10克窯灰樣品加不同濃度硫酸溶液調(diào)漿后，在不同溫度下加熱30分鐘，用1000ml除鹽水洗滌，測(cè)試窯灰中雜質(zhì)鐵的去除率，試驗(yàn)記錄見(jiàn)表2：

表2  窯灰直接酸溶除鐵試驗(yàn)記錄

分析：由上表試驗(yàn)記錄可知，硫酸濃度和加熱溫度是影響窯灰酸溶除鐵的主要因素，硫酸濃度越高，加熱溫度越高，洗滌后窯灰殘留鐵越低，但是，即便如此，窯灰直接酸溶升溫沸騰洗滌后，鐵去除率最高也不過(guò)76％，殘留在窯灰濾餅中鐵含量仍然高達(dá)760ppm，無(wú)法滿足煅燒質(zhì)量需求。

究其原因，我們認(rèn)為窯灰中的鐵是以三價(jià)高鐵形式存在的，由于窯灰中夾雜大量的經(jīng)過(guò)初步煅燒的二氧化鈦粉塵，高鐵雜質(zhì)包裹在窯灰中，采用簡(jiǎn)單的酸洗無(wú)法有效去除。

我們將窯灰充分粉碎至200目后，同樣采用上述試驗(yàn)步躊，考察解聚后的窯灰酸溶除鐵效果，詳細(xì)數(shù)據(jù)將表3：

表3  窯灰粉碎后酸溶除鐵試驗(yàn)記錄

分析：由表3試驗(yàn)記錄知道，窯灰經(jīng)過(guò)解聚粉碎后，酸溶除鐵效果明顯，除鐵率接近98％，因此窯灰再利用生產(chǎn)質(zhì)量合格的金紅石初品，窯灰的解聚粉碎工藝是必要的。

2.1.2.2  凈化除鐵后窯灰的煅燒工藝

我們選取一定批次的窯灰，進(jìn)行充分粉碎后，采用酸溶除鐵。在實(shí)驗(yàn)室中，將該凈化除鐵后的窯灰(鐵80ppm)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回轉(zhuǎn)窯的加熱溫度

控制，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室煅燒小樣制備。試驗(yàn)記錄見(jiàn)表4：

表4  凈化除鐵后窯灰煅燒試驗(yàn)結(jié)果一覽表

分析：由表4試驗(yàn)記錄知道，凈化后窯灰實(shí)驗(yàn)室煅燒小樣質(zhì)量全部不合格，即使在窯灰中補(bǔ)足因洗滌而流失的鹽處理劑和金紅石轉(zhuǎn)化促進(jìn)劑后煅燒小樣情況有所好轉(zhuǎn)但是同樣達(dá)不到合格的金紅石初品質(zhì)量指標(biāo)，究其原因，我們認(rèn)為窯灰中含有大量經(jīng)過(guò)初步煅燒的二氧化鈦顆粒，該部分二氧化鈦顆粒與占比不高的偏鈦酸同時(shí)煅燒，導(dǎo)致物料粒徑范圍較寬，從而影響煅燒產(chǎn)品的顏料性能不達(dá)標(biāo)。

后續(xù)試驗(yàn)，我們按照3％、5％的摻入比列將除鐵后窯灰加入合格偏鈦酸中混合煅燒（9300C），情況較為理想，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5：

表5  窯灰不同比列摻合偏鈦酸煅燒試驗(yàn)結(jié)果

分析：由表5試驗(yàn)記錄知道，按照3％的摻合比列將窯灰和現(xiàn)場(chǎng)物料混合后煅燒，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到金紅石初品質(zhì)量要求。  3  結(jié)論

通過(guò)將窯灰粉碎、酸溶除鐵后，按照3%比列摻合偏鈦酸混合煅燒，生產(chǎn)質(zhì)量合格的金紅石型初品，工藝技術(shù)路線可行，該方案的實(shí)施，可以為攀鋼鈦白粉廠減少近60～80噸/年的廢料，年節(jié)約成本50萬(wàn)元左右，

效益明顯。

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