目前世界上90%以上的钛矿用于生产钛白，约4%~5%的钛矿用于生产金属钛，其余钛矿用于制造电焊条、合金、碳化物、陶瓷、玻璃和化学品等。我国的钛资源储量非常丰富，但主要是钛铁矿，金红石矿甚少。我国钛矿主要由广东、广西、海南、云南和四川攀枝花开采生产，主要产品是钛铁矿精矿，也有少量的金红石精矿。由于钛铁矿精矿的品位较低，需经过富集处理获得高品位的富钛料=高钛渣或人造金红石，才能进行下一步的处理。

　　电炉熔炼法是一种成熟的方法，工艺比较简单，副产品金属铁可以直接利用，不产生固体和液体废料，电炉煤气可以回收利用，三废少，工厂占地面积小，是一种高效的冶炼方法。电炉熔炼法可得到Ti2含量为80%左右的高钛渣，作为下一步处理（如酸浸法或氯化法）的原料。

　　由于电炉熔炼法属于高温冶金，能耗高是其固有的特点，生产1t钛渣，大约需要3000kWh的电能，而实际上将铁从钛铁矿中还原出来所需的化学能量仅在500kWh左右，即能量的有效利用率仅在17%c左右，非常低；其二、电炉熔炼法使用冶金焦或石油焦作还原剂，也存在一定的环境污染。

　　El-Tawil等人121研宄了在固态下先将铁从钛精矿中还原出来，然后再通过磁选方式将铁分离出来的方法生产高钛渣。他们通过添加催化剂等方式，研宄了钛铁矿在1000~1200°C的还原性能，结果表明，在1200°C恒温180min，钛铁矿的金属化率达到85%.因此还原效果不很理想。

　　Williams等人13，41研宄了通过球磨促发方式实现钛精矿的低温还原性能，发现了在760°C条件下恒温30min基本上将铁从钛精矿中还原出来这一低温反应现象，具有很强的理论意义。但是：在标准状态下，开始反应的温度为811°C左右。

　　表1钛铁矿粉的化学成分实际上反应由于受动力学限制，即使温度在1 200°C，反应速度也较慢。这也是使用电炉熔炼法生产高钛渣的原因之一。

　　从可见，当使用普通粉体还原时，起始反应温度约为800C，当温度升至980C时，还原率不足20%c.因此普通粉体（100Um左右）难以实现低温快速还原反应。只有将粉体变成超细粉后（10 m左右时），才能出现明显的低温反应现象，反应起始温度可以降低到200°C左右。从可见，当反应温度升到700°C左右时，铁的还原基本结束，而当升温至900°C以上时，出现TiO2被还原成Ti3O5的还原反应。实验表明，在600°C恒温1h，还原率可以达到95%c以上。

　　为什么超细粉体会出现低温还原反应现象呢首先，在反应热力学上，由于钛精矿粉的粒度降低到10Um左右或更细时，粉体的表面能和晶格能增加，这样可以降低吸热反应的自由焓，因此理论起始反应温度下降。

　　另一方面，超细粉体的反应动力学条件非常优越。首先超细粉体在变细过程中，粉体表面出现许多活化中心，降低了反应的活化能；其次，反应表面积增加了数十倍，也加快了反应速度。总之，粉体变成超细粉体后，在热力学和动力学上均有利于低温还原反应的发生，更为系统和深刻的理论研宄结果将在今后报道。

　　2钛铁矿超细粉的制备工艺传统的球磨机很难将钛铁矿粉体磨细到10ttnh以gM得到超细钛铁矿矿粉，为此/研究开发出一种高效连续式球磨机，可将钛铁矿粉体磨细到10Pm以下。实验用高效球磨机的内径为30cm，高90cm，有效体积0.06m3；电机额定功率为90kWh，电压380V.钛铁矿的产量为1.2t/h，使用功率75kW.粒度分析用GSL- 101B型激光颗粒分布测量仪，结果见。颗粒主要分布在4~12Pm之间。此球磨机也可将粉体的平均粒度磨细到2~ 3Um，而能耗可控制在100kWh/t以内。高效球磨机经过扩容后，可实现5~10t/h的产量（钛铁矿），能够满足目前高钛渣的工业生产要求。

　　超细钛铁矿粉的粒度分布3钛铁矿生产高钛渣的低温还原工艺及特点3.1低温工艺流程除了粉体的制备、低温还原试验外，还进行了低温还原装置、工艺流程、物料和能量平衡方面的可行性试验、分析和计算，认为在低温下快速还原钛铁矿工艺是可行的，并形成了一项发明专利。这项专利不仅可以处理钛铁矿粉，而且还可处理铁矿粉与钒钛磁铁矿粉等多种铁矿和共生铁矿161.低温快速还原生产高钛渣的制备方法的具体流程为，将钛铁矿粉和煤粉分别在高效球磨机中磨细成超细粉，然后将它们按一定比例混匀，造球后在加热设备中还原。还原后的产品经冷却后磨碎通过磁选方式得到铁粉和高钛渣，或者通过熔分方式得到铁水和高钛渣。低温还原与电炉熔炼法的工艺比较见表2. 3.2能耗低低温还原工艺的*主要特点是降低冶炼能耗：由于冶炼温度低（600°C），物料（高钛渣）的物理热量仅为0. 200kWh/1），仅相当于电炉熔炼法的1/4左右；其次，在600°C左右，化学反应较单一（铁的还原），而TiO2的还原等副反应（如TiO2难以发生，因此化学反应耗热少（500kWh/t高钛渣），约为电炉熔炼法的60%左右；再次，低温条件下，尾气、冷却水带走的热量也仅相当于电炉熔炼法的1/4左右。因此，低温法冶炼高钛渣的能量约为1 000kWh/1，相当于电炉熔炼法的1/ 3左右。

　　3.3冶炼方法灵活低温还原工艺除了可以用电加热外，还可采用煤或气作为热源。如用回转窑、竖炉、隧道窑等作为加热方式，这样可进一步降低生产成本。还原剂的选择可根据钛铁矿的成分而定，如果钛铁矿中的全Fe含量高、而脉石（MgO、SiO2、AbO3等）杂质含量低，通过还原可以得到TiO2含量为90%c以上的高钛渣，则可选用较纯的碳质还原剂（如碳粉等）。若钛铁矿中的脉石含量高，通过还原后仅可以得到TiO2含量为80%左右的高钛渣，则可以选用低灰份的煤表2低温还原工艺与电炉熔炼法的工艺比较Table2ComparisonofEFandlow-冶炼温度/-C冶炼设备加热源高钛渣能耗八WhT 1主要还原剂冷却水污染量电炉熔炼法电炉电焦炭或石油焦大量大低温还原工艺低温加热炉电，也可选择煤或可燃烧气体煤粉少量小粉作为还原剂。

　　3.4利于环保低温冶炼法可用煤作为还原剂，而不需要焦炭或石油焦作为还原剂，避免了冶炼焦炭或石油焦过程的环境污染。低温下NOX、SOX等有害气体难以形成17|，因此排放量远低于电炉熔炼法的排放量。低温下，冷却水的用量也要明显少于电炉熔炼法的用量。

　　4结论当钛铁矿和碳质还原剂（如煤粉）粉体的粒度约为10Um时，可在600°C左右实现快速还原反应，将铁还原出来。

　　研究开发出一种高效球磨机，可将钛铁矿粉体的平均粒度磨细到2~10Wm，能耗低于1⑴kWh/1，产量有望达到5~10t/h.开发出低温快速还原钛铁矿生产高钛渣新工艺流程，该流程具有冶炼温度低、能耗小、污染少等特