还原钛铁矿的制备方法和装置与流程

1.本公开涉及化学工程技术领域，尤其涉及一种还原钛铁矿的制备方法和装置。

背景技术：

2.钛铁矿，也称为钛磁铁矿，是铁和钛的氧化物矿物，主要成分为fetio3，是提炼钛和二氧化钛的主要矿石，钛铁矿发生还原反应后生成的还原钛铁矿具有还原性好、电弧稳定柔和、熔渣覆盖好等优点，是钛钙型焊条材料的主要原料。

3.还原钛铁矿的传统生产工艺主要包括隧道窑和回转窑工艺，其主要过程为将天然钛铁矿与煤等还原剂按照一定比例加入窑中，使其在一定的反应条件下发生还原反应，经磁选分离获得还原钛铁矿。但在上述反应过程中，煤与钛铁矿直接接触反应会使得生成的还原钛铁矿中夹杂的煤等杂质较多，影响生成的还原钛铁矿的质量。

技术实现要素：

4.为了减少生成的还原钛铁矿中夹杂的杂质，提高还原钛铁矿的质量，本公开提供了一种还原钛铁矿的制备方法和装置。

5.为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

6.第一方面，本公开实施例提供了一种还原钛铁矿的制备方法，所述方法包括：将原料煤输入气化炉中进行气化，生成还原气，并将所述还原气输入氧化炉和还原炉中；

7.在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；

8.在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。

9.作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述方法还包括：

10.将所述氧化炉产生的尾气输入所述气化炉。

11.作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述气化炉的温度属于[800℃，1000℃]，所述原料煤的粒度属于[1mm，6mm]。

[0012]

作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述还原气中包括：氢气，且所述氢气的体积分数属于[60％，80％]。

[0013]

作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述氧化炉中的气体的组分含量满足如下关系式：

[0014][0015]

其中，v

co

分别为所述氧化炉中二氧化碳、氧气、水蒸气、氢气、一氧化碳的体积。

[0016]

作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述钛铁矿原料的粒度属于[0.3mm，

1mm]，且所述钛铁矿原料中二氧化钛的质量分数不低于40％，所述氧化炉的温度属于[950℃，1050℃]，第一反应时间属于[0.5h，1h]；

[0017]

其中，所述第一反应时间为在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿的时间。

[0018]

作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述还原炉中的气体的组分含量满足如下关系式：

[0019][0020]

其中，v

co

分别为所述还原炉中二氧化碳、氧气、水蒸气、氢气、一氧化碳的体积。

[0021]

作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述还原炉的温度属于[900℃，1000℃]，第二反应时间属于[1h，2h]；

[0022]

其中，所述第二反应时间为在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成所述还原钛铁矿的时间。

[0023]

作为本发明实施例一种可选的实施方式，在将所述还原气输入氧化炉和还原炉中之前，所述方法还包括：

[0024]

通过旋风分离装置分离所述还原气中的固体颗粒，将分离所述固体颗粒后的所述还原气输入所述氧化炉和所述还原炉中，并将所述固体颗粒返回所述气化炉中。

[0025]

第二方面，本公开实施例提供了一种还原钛铁矿的制备装置，包括：气化炉、氧化炉以及还原炉；

[0026]

所述气化炉分别与所述氧化炉和所述还原炉连通，用于将输入的原料煤进行气化，生成还原气，并将所述还原气输入所述氧化炉和所述还原炉中；

[0027]

所述氧化炉与所述还原炉连通，用于燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；

[0028]

所述还原炉用于通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。

[0029]

本公开实施例提供的还原钛铁矿的制备方法，通过将原料煤输入气化炉进行气化生成还原气，并将所述还原气输入氧化炉和还原炉中；在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。本公开实施例中通过在氧化炉中将钛铁矿原料进行氧化，生成比钛铁矿原料反应性更好的氧化钛铁矿，并将其输入还原炉，将原料煤在气化炉中气化生成的还原气通入还原炉对氧化钛铁矿进行还原，起到了用还原气代替原料煤对氧化钛铁矿进行还原的作用。由于氧化钛铁矿比钛铁矿原料具有更好的反应性，因此将钛铁矿原料先氧化后还原可以提高还原钛铁矿的制备效率，而通过用原料煤发生气化反应后生成的还原气对氧化钛铁矿进行还原，可以避免原料煤与氧化钛铁矿的直接接触，从而可以有效避免原料煤以及原料煤中含有的杂质元素混入生成的还原钛铁矿中，因此可以提高还原钛铁矿的质量。

附图说明

[0030]

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

[0031]

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0032]

图1为本公开一个实施例提供的还原钛铁矿的制备方法的步骤流程图；

[0033]

图2为本公开一个实施例提供的还原钛铁矿的制备装置的结构示意图；

[0034]

图3为本公开另一个实施例提供的还原钛铁矿的制备装置的结构示意图；

[0035]

图4为本公开再一个实施例提供的还原钛铁矿的制备装置的结构示意图；

[0036]

图5为本公开又一个实施例提供的还原钛铁矿的制备装置的结构示意图。

具体实施方式

[0037]

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0038]

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0039]

在本公开实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本公开实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

[0040]

本公开实施例提供了一种还原钛铁矿的制备方法，参照图1所示，图1为本公开一个实施例提供的还原钛铁矿的制备方法的流程图，包括如下步骤s110

?

s130，结合图2所示，图1所示的步骤s110

?

s130可以通过图2所示的还原钛铁矿的制备装置来实现。

[0041]

图2所示的还原钛铁矿的制备装置包括：氧化炉201、气化炉202以及还原炉203；气化炉202分别与氧化炉201和还原炉203连通，用于将原料煤气化为还原气，并将所述还原气输入氧化炉201和还原炉203中；氧化炉201与还原炉203连通，用于将钛铁矿原料氧化为氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入还原炉203中；还原炉203用于通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。

[0042]

s110、通过将原料煤输入气化炉中进行气化，生成还原气，并将所述还原气输入氧化炉和还原炉中。

[0043]

可选的，所述气化炉的温度属于[800℃，1000℃]，所述原料煤的粒度属于[1mm，6mm]。

[0044]

具体的，所述气化炉的温度也即原料煤发生气化反应的温度，原料煤的粒度用于表示原料煤碎屑的大小。原料煤的粒度之所以属于[1mm，6mm]，是因为如果原料煤的粒度小于1mm，原料煤的煤粉在气化炉中容易被吹走，而如果原料煤的粒度大于6mm，会造成反应不充分，使得反应效果不佳。

[0045]

s120、在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中。

[0046]

具体的，将还原气通过如图2所示的装置输入氧化炉201，还原气在氧化炉201中被氧化燃烧，释放热量，释放的热量用于提供对钛铁矿原料进行氧化需要的热量，有助于减小能耗。

[0047]

可选的，所述钛铁矿原料的粒度属于[0.3mm，1mm]，且所述钛铁矿原料中二氧化钛的质量分数不低于40％，所述氧化炉的温度属于[950℃，1050℃]，第一反应时间属于[0.5h，1h]。

[0048]

其中，所述第一反应时间为在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿的时间。

[0049]

具体的，钛铁矿原料中二氧化钛(tio2)的质量分数不低于40％，钛铁矿原料的粒度范围为[0.3mm，1.0mm]，若钛铁矿原料中tio2的质量分数低于40％，则获得的还原钛铁矿的质量不能满足电焊条用还原钛铁矿的标准；若钛铁矿原料的粒度小于0.3mm，则钛铁矿原料会密集堆积，使得钛铁矿原料堆积形成的床层的孔隙率太小，造成物料下移困难；若钛铁矿原料的粒度大于1.0mm，会增加氧化反应需要的时间，而且会使生成的还原钛铁矿的粒度较大，需要进行破碎操作才能投入下一工艺的使用，因此钛铁矿原料中二氧化钛(tio2)的质量分数应不低于40％，钛铁矿原料的粒度属于[0.3mm，1.0mm]。

[0050]

此外，氧化钛铁矿包括假板钛矿和金红石。钛铁矿原料在氧化炉201中发生氧化反应的条件包括：氧化炉201的温度属于[950℃，1050℃]，氧化反应的时间属于[0.5h，1h]。在该氧化反应条件下，钛铁矿原料的原生结构发生改变，生成的假板钛矿和金红石表面会出现大量的纳米级微孔，有利于强化后续用还原气对其进行还原时的气相传质过程，从而提高还原效率。需要注意的是，若对钛铁矿原料进行氧化时的温度(氧化炉的温度)高于1050℃和/或氧化反应的时间(第一反应时间)超过1h，会使得生成的氧化钛铁矿表面的气孔逐渐闭合而形成局部烧结，进而影响后续的还原过程，降低产率；若对钛铁矿原料进行氧化时的温度(氧化炉的温度)低于950℃和/或氧化反应的时间(第一反应时间)小于0.5h，会造成钛铁矿原料的氧化反应不充分甚至使得钛铁矿原料的氧化反应不能进行，进而影响还原钛铁矿的生成。因此在钛铁矿原料发生氧化反应的过程中，氧化炉的温度应控制在温度区间[950℃，1050℃]，钛铁矿原料发生氧化反应的时间(第一反应时间)应属于[0.5h，1h]。

[0051]

s130、在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。

[0052]

可选的，所述还原炉的温度属于[900℃，1000℃]，第二反应时间属于[1h，2h]。

[0053]

其中，所述第二反应时间为在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成所述还原钛铁矿的时间。

[0054]

具体的，氧化钛铁矿在还原炉203中发生还原反应的条件为：还原炉的炉温属于[900℃，1000℃]，还原反应的时间(第二反应时间)属于[1h，2h]内的任一时间。需要注意的是，若还原炉的温度低于900℃和/或还原反应的时间小于1h，会使得该还原反应的还原速率变慢，甚至使得该还原反应不能发生；若还原炉的温度高于1000℃和/或还原反应的时间大于2h，会造成已经生成的还原钛铁矿和/或还未发生还原反应的氧化钛铁矿发生烧结，使得反应难以继续进行，且增加能耗。因此保证还原炉的炉温属于上述温度区间[900℃，1000

℃]，还原反应的时间(第二反应时间)属于上述时间区间[1h，2h]，有利于将氧化钛铁矿还原的更加充分，且可以降低能耗。

[0055]

本公开实施例提供的还原钛铁矿的制备方法，通过将原料煤输入气化炉进行气化生成还原气，并将所述还原气输入氧化炉和还原炉中；在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。本公开实施例中通过在氧化炉中将钛铁矿原料进行氧化，生成比钛铁矿原料反应性更好的氧化钛铁矿，并将其输入还原炉，将原料煤在气化炉中气化生成的还原气通入还原炉对氧化钛铁矿进行还原，起到了用还原气代替原料煤对氧化钛铁矿进行还原的作用。由于氧化钛铁矿比钛铁矿原料具有更好的反应性，因此将钛铁矿原料先氧化后还原可以提高还原钛铁矿的制备效率，而通过用原料煤发生气化反应后生成的还原气对氧化钛铁矿进行还原，可以避免原料煤与氧化钛铁矿的直接接触，从而可以有效避免原料煤以及原料煤中含有的杂质元素混入生成的还原钛铁矿中，因此可以提高还原钛铁矿的质量。

[0056]

可选的，在将所述还原气输入氧化炉和还原炉中之前，所述方法还包括：通过旋风分离装置分离所述还原气中的固体颗粒，将分离所述固体颗粒后的所述还原气输入所述氧化炉和所述还原炉中，并将所述固体颗粒返回所述气化炉中。

[0057]

具体的，结合图3所示，图3为本公开实施例提供的另一个可实现上述还原钛铁矿的制备方法的装置的结构示意图。

[0058]

参照图3所示，所述装置还包括：旋风分离装置204，气化炉202与还原炉203通过旋风分离装置204连通，旋风分离装置204用于分离所述气化炉输出的所述还原气中的固体颗粒，并将分离固体颗粒后的还原气输入还原炉203中，将固体颗粒返回气化炉202中。

[0059]

还原气中的固体颗粒包括还原气中混有的原料煤的颗粒和其它杂质的固体颗粒，由于经气化炉输出的还原气中混有原料煤的颗粒，因此在还原炉203与氧化炉201之间设置旋风分离装置204，可以在将还气输入还原炉之前对混有的固体颗粒进行有效去除，一方面可以防止固体颗粒进入还原炉，进一步减少生成的还原钛铁矿中的杂质，提高还原钛铁矿的质量，另一方面也可以将随还原气输出气化炉的原料煤的颗粒返回至气化炉使其重新参与气化反应，进而提高原料煤的利用率。

[0060]

可选的，所述氧化炉中的气体的组分含量满足如下关系式：

[0061][0062]

其中，v

co

分别为所述氧化炉中二氧化碳、氧气、水蒸气、氢气、一氧化碳的体积。

[0063]

具体的，参照图4所示，图4为本公开实施例提供的再一个实现上述还原钛铁矿的制备方法的装置的结构示意图，图4所示的氧化炉201包括：氧化炉炉体2011、入料口2012、入气口2013、出料口2014、出气口2015以及还原气入口2016。其中，氧化炉的入料口2012用于向所述氧化炉炉体2011中输送所述钛铁矿原料，氧化炉的入气口2013用于向氧化炉炉体2011中输入氧气，氧化炉的出料口2014用于通过还原炉的入料口向还原炉炉体中输入所述

氧化钛铁矿，氧化炉的出气口2015用于输出所述氧化炉炉体中生成的氧化尾气，还原气入口2016用于将从旋风分离装置输出的还原气输入氧化炉炉体。需要说明的是，氧化炉的出料口2014还可用于将还原炉产生的还原尾气输入氧化炉炉体。氧化炉通过控制入气口2013输入的氧气、出料口2014输入的还原尾气以及还原气入口2016输入的还原气来控制氧化炉炉体中的气体氛围，使氧化炉中的气体的组分含量满足如上关系式(1)。在氧化炉中的气体的组分含量满足关系式(1)时，氧化炉中钛铁矿原料的被氧化的较完全，氧化反应的效果较好。

[0064]

氧化炉通过出料口2014输入的还原尾气(还原炉中还原氧化钛铁矿产生的气体)中含有在还原炉中未参与反应的还原气，还原气在氧化炉中燃烧氧化，为钛铁矿原料的氧化提供了显热，有助于降低系统(还原钛铁矿的制备系统)的能耗。通过使钛铁矿原料转化为反应性更好的氧化钛铁矿，然后将氧化钛铁矿输入还原炉中进行还原以制备还原钛铁矿，与对钛铁矿原料直接进行还原相比，不仅可以提高还原钛铁矿的产率和质量，还可以降低能耗。

[0065]

可选的，所述还原炉中的气体的组分含量满足如下关系式：

[0066][0067]

其中，v

co

分别为所述还原炉中二氧化碳、氧气、水蒸气、氢气、一氧化碳的体积。

[0068]

可选的，所述还原气中包括：氢气，且所述氢气的体积分数属于[60％，80％]。

[0069]

还原气的主要成分包括氢气(h2)和一氧化碳(co)，其中，还原气中h2的体积分数属于分数区间[60％，80％]。需要说明的是，可通过控制气化炉中气化反应的程度来控制还原气中h2的含量，还原气中h2的含量越高，还原炉中氧化钛铁矿被还原的速率越大，但由于化学反应都伴随着热量的变化，因此随着氢气含量的增加，还原速率越大，会使得还原反应的温度难以维持稳定，从而影响还原反应的进行。当还原炉内还原气中的h2含量满足关系式(2)时，还原反应完全，还原钛铁矿的产率最高，即满足关系式(2)时的气氛是最适于氧化钛铁矿发生还原反应的气氛。

[0070]

结合图4所示，上述实施例所述的还原钛铁矿的制备方法可通过图4所示的装置来实现。

[0071]

具体的，图4所示的气化炉202包括：气化炉炉体2021、入料口2022、入气口2023、出料口2024以及出气口2025。其中，气化炉202的入料口2022用于将所述原料煤输送至气化炉炉体2021，气化炉的入气口2023用于向气化炉炉体2021输入氧气，气化炉的出料口2024用于输出所述原料煤气化后产生的灰渣，气化炉的出气口2025用于将气化所述原料煤生成的所述还原气输出至旋风分离装置中。

[0072]

旋风分离装置204包括：进气口2041、返料腿2042以及出气口2043。其中，旋风分离装置204的进气口2041与所述气化炉输出所述还原气的出气口连通，所述旋风分离装置的出气口2043与所述还原炉输入所述还原气的入气口连通，所述返料腿2042用于将分离后的固体颗粒输送回所述气化炉。

[0073]

还原炉203包括：还原炉炉体2031、入料口2032、进气口2033以及出料口2034。其

中，还原炉的入料口2032用于将从所述氧化炉输出的所述氧化钛铁矿输入还原炉炉体2031中，并用于将所述还原炉中还原所述氧化钛铁矿产生的还原尾气输出至所述氧化炉中，所述还原炉的进气口2033用于将从旋风分离装置输出的还原气输入还原炉炉体2031中，所述还原炉的出料口用于将生成的所述还原钛铁矿输出。

[0074]

需要说明的是，还原炉的入料口2032位于还原炉炉体2031的顶部，还原炉的出料口2034与进气口2033位于还原炉203的底部。氧化炉201的入气口2013与出料口2014位于所述氧化炉炉体的底部，氧化炉201的入料口2012位于氧化炉炉体的顶部，氧化炉的入气口2013与出料口2014位于氧化炉炉体的底部。气化炉202的入气口2023与出料口2024位于气化炉炉体的底部，气化炉临近旋风分离装置的侧壁上设置有返料口2026，所述返料口2026与旋风分离装置的返料腿2042连通，将分离后的固体颗粒输送回气化炉炉体。

[0075]

氧化炉的出料口2014与位于还原炉炉体顶部的入料口2032连通，形成氧化钛铁矿进入还原炉炉体的通道，也可以作为还原炉炉体中发生还原反应形成的还原尾气进入氧化炉炉体的通道。进气口2033与位于旋风分离装置204第一侧壁的出气口2043连通，用于将固体颗粒分离后的还原气输入还原炉203，生成的还原钛铁矿通过出料口2034进行直接进行输出，并冷却至常温。气化炉202的入料口2022与出气口2025位于气化炉202的顶部，出气口2025与位于旋风分离装置204第二侧壁的进气口2041连通，可直接将生成的还原气输入旋风分离装置，其中，旋风分离装置的第一侧壁与第二侧壁相对。

[0076]

还原炉的入料口位于还原炉炉体的顶部，与氧化炉的出料口连通，既可以将从氧化炉输出的氧化钛铁矿直接输入还原炉炉体，也可以将还原炉中对氧化钛铁矿进行还原时生成的还原尾气直接通入氧化炉炉体，用以向氧化炉提供显热，从而可以降低氧化炉中氧化钛铁矿原料的能耗。由于还原炉的入料口也用于输出还原尾气，因此实现了简化设备的目的。气化炉通过出气口与还原炉连通，可以直接将气化炉中生成的还原气通入还原炉，为还原炉中氧化钛铁矿的还原提供了还原剂，本公开实施例通过设置气化炉避免了原料煤与钛铁矿的直接接触，提高了还原钛铁矿的质量，通过用气化原料煤产生的还原气代替原料煤对氧化钛铁矿进行还原，可以增加反应物之间的接触面积，提高反应效率，使氧化钛铁矿的还原反应更加充分。

[0077]

可选的，所述方法还包括：将所述氧化炉产生的尾气输入所述气化炉。

[0078]

结合图5所示，图5为本公开实施例提供的又一个可实现上述还原钛铁矿的制备方法的装置的结构示意图。在图5所示的装置中，气化炉202还包括：位于底部的氧化尾气入口2027，用于向气化炉炉体中输入所述氧化炉氧化所述钛铁矿原料产生的所述氧化尾气。气化炉底部的氧化尾气入口2027与氧化炉的出气口2015连通，形成氧化尾气直接进入气化炉的通道。将氧化尾气输入气化炉，一方面可以提供气化原料煤需要的氧化性气体，另一方面可以使得气化炉充分利用氧化炉产生的显热，从而降低能耗。

[0079]

将氧化炉的入气口2013与出料口2014设置于氧化炉炉体的底部，通过入气口2013输入的氧气的气流向上移动，而钛铁矿原料形成的床层位于氧化炉的底部，因此氧气在向上运动穿过钛铁矿原料形成的床层的过程中，可以与钛铁矿原料充分接触，提高钛铁矿原料氧化的效率。

[0080]

此外，可将氧化炉201设置于还原炉203的上方，使氧化炉201和/或还原炉203可沿水平方向移动。当氧化炉位于所述还原炉的上方时，氧化钛铁矿可在重力作用下通过氧化

炉的出料口2014与还原炉的入料口2032进入还原炉炉体，而不需要额外的装置或设备将氧化钛铁矿转移至还原炉，从而达到简化设备和简化操作的目的。

[0081]

本公开实施例中将氧化炉、气化炉和还原炉按照如上的方式进行连接，并按照如上所述的工艺条件对还原钛铁矿的制备过程进行控制，可以实现钛铁矿原料的氧化和还原同时进行，本公开实施例提供的还原钛铁矿的制备装置可以合理利用热量、降低系统能耗、提高产品质量。

[0082]

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0083]

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个

……”

限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0084]

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。技术特征：

1.一种还原钛铁矿的制备方法，其特征在于，包括：将原料煤输入气化炉中进行气化，生成还原气，并将所述还原气输入氧化炉和还原炉中；在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述氧化炉产生的尾气输入所述气化炉。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气化炉的温度属于[800℃，1000℃]，所述原料煤的粒度属于[1mm，6mm]。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原气中包括：氢气，且所述氢气的体积分数属于[60％，80％]。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化炉中的气体的组分含量满足如下关系式：其中，v

co

分别为所述氧化炉中二氧化碳、氧气、水蒸气、氢气、一氧化碳的体积。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述钛铁矿原料的粒度属于[0.3mm，1mm]，且所述钛铁矿原料中二氧化钛的质量分数不低于40％，所述氧化炉的温度属于[950℃，1050℃]，第一反应时间属于[0.5h，1h]；其中，所述第一反应时间为在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对所述钛铁矿原料进行氧化生成所述氧化钛铁矿的时间。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原炉中的气体的组分含量满足如下关系式：其中，v

co

分别为所述还原炉中二氧化碳、氧气、水蒸气、氢气、一氧化碳的体积。8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述还原炉的温度属于[900℃，1000℃]，第二反应时间属于[1h，2h]；其中，所述第二反应时间为在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成所述还原钛铁矿的时间。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述还原气输入氧化炉和还原炉中之前，所述方法还包括：通过旋风分离装置分离所述还原气中的固体颗粒，将分离所述固体颗粒后的所述还原

气输入所述氧化炉和所述还原炉中，并将所述固体颗粒返回所述气化炉中。10.一种还原钛铁矿的制备装置，其特征在于，包括：气化炉、氧化炉以及还原炉；所述气化炉分别与所述氧化炉和所述还原炉连通，用于将输入的原料煤进行气化，生成还原气，并将所述还原气输入所述氧化炉和所述还原炉中；所述氧化炉与所述还原炉连通，用于燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；所述还原炉用于通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。

技术总结

本公开提供了一种还原钛铁矿的制备方法和装置，涉及化学工程技术领域，该还原钛铁矿的制备方法包括：通过将原料煤输入气化炉进行气化生成还原气，并将所述还原气输入氧化炉和还原炉中；在所述氧化炉中燃烧所述气化炉输入的所述还原气对钛铁矿原料进行氧化生成氧化钛铁矿，并将所述氧化钛铁矿输入所述还原炉中；在所述还原炉中通过所述气化炉输入的所述还原气对所述氧化炉输入的所述氧化钛铁矿进行还原，生成还原钛铁矿。从而，通过用还原气代替原料煤，用氧化钛铁矿代替钛铁矿原料进行制备还原钛铁矿，避免了原料煤与钛铁矿原料的直接接触，减少了生成的还原钛铁矿中的杂质，解决了还原钛铁矿质量较差的问题。决了还原钛铁矿质量较差的问题。决了还原钛铁矿质量较差的问题。

技术研发人员：徐刚 曾亮 徐彬 李海冰 任文君

受保护的技术使用者：新奥科技发展有限公司

技术研发日：2021.09.01

技术公布日：2021/12/23