本發(fā)明屬于冶金化工技術領域，公開了一種含鈦高爐渣提鈦工藝，尤其涉及了一種用si粉作為原料提鈦的方法。
背景技術：
ti5si3是一種無毒的超合金材料基質(zhì)，具有非常理想的特性，它不但具有高熔點(2403k)、低密度(4.32g/cm3)、低電阻率(50～120μω)、高硬度(968±30hv)等特性，而且高溫強度大、抗高溫氧化性能好，是一種在1300℃以上的有巨大應用潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料，可廣泛應用于微電子、航空耐高溫材料和鍍膜材料等領域。
我國鈦資源豐富，居世界首位。在攀枝花—西昌地區(qū)，蘊藏著極為豐富的釩鈦磁鐵礦，儲量達100億t。釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦后得到釩鈦磁鐵精礦，冶煉釩鈦磁鐵精礦獲得含釩鐵水和含鈦高爐渣，渣中tio2含量達23％～25％。攀鋼每年排放200～300萬t含鈦高爐渣，除少數(shù)被應用于建筑材料外，大部分都廢棄堆放，至今已累計排放5000多萬t。大量的爐渣堆積如山，不僅占用了土地，污染了環(huán)境，而且造成了鈦資源浪費。自20世紀60年代起，我國對含鈦高爐渣的綜合利用問題做了大量的研究工作。主要分為直接和間接兩種利用方式。就直接利用方式而言，含鈦高爐渣可以生產(chǎn)混凝土、礦渣磚、新型礦棉、燒結(jié)型微晶玻璃等，但其處理量有限，并且造成了鈦資源的嚴重浪費。間接利用包括浮選法結(jié)合磁選法、濕法冶金、熔融還原法、高溫碳化低溫選擇性氯化等，因為這些路徑工藝成本高，鈦的回收率較低而沒有被有效使用和推廣。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種采用si粉和含鈦高爐渣作為原料的制備金屬間化合物ti5si3的方法，所要解決的是含鈦高爐渣無法有效利用的問題。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：
一種含鈦高爐渣硅熱法提鈦工藝方法，其特征在于以si粉和含鈦高爐渣(質(zhì)量百分比為：cao27.25％-28.06％，sio223.64％-25.26％，tio220.27％-24.45％，al2o311.39％-14.93％，mgo7.58％-8.02％)作為粉體原料，原料si粉與含鈦高爐渣混合均勻在爐中焙燒，冷卻后得到金屬間化合物ti5si3產(chǎn)物和玻璃渣；含鈦高爐所述焙燒工藝為，1300～1700℃下保溫15min～4小時。
此方法的優(yōu)選方案為，所述si粉的純度大于98％，粒度小于0.1mm。
此方法的優(yōu)選方案為，包括以下的制備步驟：
(1)將si粉和攀枝花含鈦高爐渣按質(zhì)量比1:7.3配料混合，得混合均勻的粉體原料；
(2)在惰性氣體的保護下，將(1)中獲得的粉體原料在高溫爐中焙燒，在1300～1700℃下保溫15min～4小時；
(3)保溫結(jié)束，冷卻，得到ti5si3產(chǎn)物和玻璃渣。
此方法的優(yōu)選方案為，步驟(2)中所述的焙燒工藝為，在1400～1600℃下保溫1～4小時。
此方法中，所述原料的混合方式為研磨，攪拌，球磨中的一種；步驟(3)中粉體原料的入爐時間為，隨爐升溫或液態(tài)含鈦高爐渣與硅粉或硅液直接混合；步驟(3)所述冷卻為隨爐冷卻或高溫下直接取出室溫中吹氬冷卻。
本發(fā)明方法除了可以制備ti5si3,以外，通過調(diào)節(jié)配si量，同樣可以制備其他的鈦硅化合物，如ti3si，ti5si4，tisi和tisi2等。
本發(fā)明所提出的方法除了可應用于含鈦高爐渣，同樣可應用于其他含鈦物質(zhì)，如電爐熔分渣，富鈦料，人造金紅石等。
采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明本采用si粉作為原料，反應速度較快，反應后渣中的鈦含量較低，降低了傳統(tǒng)提鈦工藝的生產(chǎn)成本；
(2)本發(fā)明可直接生產(chǎn)具有較高附加值的鈦硅化合物，如ti5si3；
附圖說明
圖1是實施例一產(chǎn)物成分的xrd結(jié)果分析圖。
具體實施方式
為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
實施例一：
(1)將純度為99.99％、粒度小于0.05mm的si粉和粒度小于0.05mm的攀枝花含鈦高爐渣(cao28.06％，sio223.64％，tio224.45％，al2o311.39％，mgo7.58％)按質(zhì)量比1:7.3配料，配取粉樣總質(zhì)量為48.8g，混合均勻，干燥，制得混合均勻的粉體原料。
(2)在氬氣保護氣氛下，將(1)中獲得的塊狀原料到溫入爐，焙燒溫度1600℃保溫1小時。
(3)保溫結(jié)束，取出室溫中吹氬冷卻，得到ti5si3和玻璃渣，玻璃渣中鈦含量小于1.12％，xrd衍射圖如圖1。
實施例二：
(1)將純度為99.99％、粒度小于0.05mm的si粉和粒度小于0.05mm的攀枝花含鈦高爐渣(cao27.25％，sio225.26％，tio220.27％，al2o314.93％，mgo8.02％)按質(zhì)量比1:7.53配料，配取粉樣總質(zhì)量為48.8g，混合均勻，干燥，制得混合均勻的粉體原料。
(2)在氬氣保護氣氛下，將(1)中獲得的粉體原料到溫入爐，焙燒溫度1500℃保溫30分鐘。
(4)保溫結(jié)束，取出室溫中吹氬冷卻，得到ti5si3和玻璃渣，玻璃渣中鈦含量小于0.631％。
實施例三：
(1)將純度為99.99％、粒度小于0.05mm的si粉和粒度小于0.05mm的攀枝花含鈦高爐渣(cao25.532％，sio226.373％，tio220.495％，al2o314.194％，mgo8.288％)按質(zhì)量比1:7.45配料，配取粉樣總質(zhì)量為48.8g，混合均勻，干燥，制得混合均勻的粉體原料。
(2)在氬氣保護氣氛下，將(1)中獲得的塊狀原料隨爐升溫，焙燒溫度1500℃保溫1小時。
(3)保溫結(jié)束，隨爐冷卻，得到ti5si3和玻璃渣，玻璃渣中鈦含量小于0.823％。