本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法。

背景技術(shù)：

在我國鈦資源主要來自于四川攀西地區(qū)和河北承德等地的釩鈦磁鐵礦，經(jīng)過復(fù)雜選礦工藝后分別得到含釩精礦和含鈦精礦，其中含鈦精礦可用于制備鈦白粉。鈦白粉多采用電爐熔煉-鈦渣升級工藝，該工藝制備高品質(zhì)鈦白粉要求鈦精礦中雜質(zhì)含量低，目前國內(nèi)供應(yīng)的鈦精礦多不達標；因此，實現(xiàn)普通鈦精礦深度提質(zhì)脫除雜質(zhì)，對緩解我國高品質(zhì)鈦精礦供應(yīng)不足的局面有重要意義。

專利cn201610348552.0涉及一種獲得超細粒級鈦精礦的方法，該方法以鈦鐵礦物為原料，依次進行平環(huán)磁選、脫泥浮選、浮鈦粗選和浮鈦精選，最終獲得tio2品位為47～48.5％的超細粒級鈦精礦，該專利采用傳統(tǒng)選礦工藝實現(xiàn)鈦精礦一定富集，但鈦精礦tio2品位小于49％，不足以做高品質(zhì)鈦精礦，同時回收率較低，采用大量藥劑，成本較高。

專利cn201710599152.1涉及一種砂鈦鐵礦采選鈦精礦和鐵精礦的工藝，所述工藝通過分級濃縮、分級重選提高了回收率及精礦品質(zhì)；鐵的回收率增加了20％以上，鈦的回收率增加了25％以上，鈦精礦和鐵精礦品位各自提高2％以上品位。該工藝相比之前工藝已提高鈦品位和回收率，但該發(fā)明實例中所得鈦精礦tio2品位均低于48％，同樣未達到高品質(zhì)鈦精礦要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，將磨細后的鈦精礦磁選分離磁性部分，然后壓濾脫水-干燥，再通過弱氧化焙燒增強物料的磁性，通過還原焙燒強化物料的磁性，然后進行二段磁選分離出磁性部分，使全部磁性部分的鈦得到提純。

本發(fā)明的方法按以下步驟進行：

1、將鈦精礦磨細至粒徑≤0.074mm的部分占總質(zhì)量的60％以上，制成鈦精礦粉；所述的鈦精礦按質(zhì)量百分比含tio235～49％，fe15～45％，mg+al+si+ca8～20％；

2、將鈦精礦粉進行一段磁選，一段磁選的磁場強度1000～2000oe，獲得一段磁選精礦和一段磁選尾礦；

3、將一段磁選尾礦通過壓濾脫水制成水的質(zhì)量百分比≤10％的壓濾渣，然后將壓濾渣輸送到干燥懸浮焙燒爐中，同時向干燥懸浮焙燒爐內(nèi)通入100～150℃的高溫?zé)煔?，在高溫?zé)煔庾饔孟拢瑝簽V渣處于懸浮狀態(tài)并被烘干，形成干燥物料從干燥懸浮焙燒爐中排出；

4、干燥物料被輸送到弱氧化懸浮焙燒爐中，懸浮焙燒爐由加熱段和氧化段串聯(lián)組成；分別向加熱段和氧化段通入燃氣和空氣；加熱段中燃氣將干燥物料加熱至600～800℃，被加熱后的干燥物料進入氧化段，在空氣作用下處于懸浮狀態(tài)，并進行弱氧化反應(yīng)，此時干燥物料中的鈦酸鐵經(jīng)弱氧化生成磁性的鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體，全部物料反應(yīng)生成弱氧化物料；將弱氧化物料輸送到換熱器降溫至≤90℃，形成冷卻物料輸送到儲倉；其中弱氧化反應(yīng)的時間為20～50min；

5、將冷卻物料進行二段磁選，二段磁選的磁場強度1000～2000oe，獲得二段磁選精礦和二段磁選尾礦；將一段磁選精礦和二段磁選精礦作為提純鈦精礦產(chǎn)品。

上述多步驟1中，將鈦精礦磨細至粒徑≤0.038mm的部分占總質(zhì)量的90％以上，制成鈦精礦粉。

上述的步驟3中，壓濾渣在懸浮焙燒爐的停留時間為20～30min；干燥物料中水的質(zhì)量含量≤1％。

上述的步驟4中，弱氧化反應(yīng)產(chǎn)生高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔庠跍囟?00～150℃時通入干燥懸浮焙燒爐中。

上述的步驟4中，當(dāng)反應(yīng)生成弱氧化物料中，鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體的質(zhì)量百分比<60％時，將弱氧化物料輸送到還原懸浮焙燒爐中，同時向還原懸浮焙燒爐中通入氮氣和還原氣，氮氣和還原氣的體積比為1～5；弱氧化物料從上部進入還原懸浮焙燒爐，氮氣和還原氣從底部進入還原焙燒爐；弱氧化物料在氣流作用下處于懸浮狀態(tài)，并在溫度500～700℃條件下進行再還原反應(yīng)，生成還原物料，其中鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體占還原物料總質(zhì)量≥80％；將還原物料輸送到換熱器降溫至≤90℃，形成冷卻物料輸送到儲倉；所述的還原氣為co、h2或煤制氣。

上述的提純鈦精礦產(chǎn)品按質(zhì)量百分比含tio2≥50％，mg+al+si+ca≤8％。

上述的步驟4中，弱氧化反應(yīng)的反應(yīng)式為：

fetio3+0.25o2→0.5fe2o3+tio2和

xfetio3+(1-x)fe2o3→xfetio3g(1-x)fe2o3。

上述的再還原反應(yīng)的反應(yīng)式為：

fe2o3+co/h2→fe3o4+co2/h2o。

本發(fā)明的方法中，當(dāng)鐵精礦中磁鐵礦的質(zhì)量含量小于5％時，可以不進行一段磁選；鈦精礦粉經(jīng)一段磁選后分離出強磁行的鐵礦物；通過弱氧化反應(yīng)生成的高溫?zé)煔膺M行干燥處理，或者配合加熱裝置對其金相干燥；通過弱氧化焙燒使干燥物料形成磁性物料，當(dāng)磁性不能達到要求時，通過還原增強磁性；磁性物料經(jīng)冷卻后進行磁選，使鈦作為磁性成分進入磁選精礦中；提純鈦精礦產(chǎn)品能夠滿足生產(chǎn)高品質(zhì)鈦白粉的要求。

本發(fā)明與常規(guī)磁選或浮選工藝相比，能實現(xiàn)低品位鈦精礦中鎂鋁鈣硅等雜質(zhì)的高效脫除，為氯化法生產(chǎn)富鈦料提供高品質(zhì)鈦精礦原料；對鈦精礦中有用礦物種類多樣且物化性質(zhì)存在差異，選擇磁選-懸浮焙燒相結(jié)合實現(xiàn)分步回收利用，最大程度的實現(xiàn)作業(yè)生產(chǎn)率及作業(yè)效率；本發(fā)明工藝流程簡單、設(shè)備處理量大，產(chǎn)品性質(zhì)易控制，工業(yè)化應(yīng)用節(jié)能環(huán)保，且易實現(xiàn)大型化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例4中的鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中的干燥懸浮焙燒流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中的弱氧化反應(yīng)流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的再還原反應(yīng)流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例中進行壓濾采用的設(shè)備為板框式壓濾機或隔膜式壓濾機。

本發(fā)明實施例中磨細采用球磨機。

本發(fā)明實施例中的換熱器進行換熱，是將物料經(jīng)密封立管排至旋風(fēng)冷卻和冷風(fēng)立管組合裝置中進行冷卻。

本發(fā)明實施例中，當(dāng)二段磁選尾礦中tio2的質(zhì)量百分含量≤50％時，將二段磁選尾礦進行浮選提純，獲得的tio2的質(zhì)量百分含量≥50％的浮選精礦與一段磁選精礦(含鈦磁鐵礦)和二段磁選精礦(強磁性鈦礦物)一同作為提純鈦精礦產(chǎn)品(高品質(zhì)鈦精礦)。

本發(fā)明實施例中，一段磁選和二段磁選采用濕式弱磁選機，進行磁選時將待磁選物料制成質(zhì)量濃度25～35％的礦漿后進行磁選。

本發(fā)明實施例中鈦回收率≥84％。

本發(fā)明實施例中，進行再還原處理時，每處理50kg弱氧化物料，氮氣流量3～5m3/h，還原氣2～4m3/h。

本發(fā)明實施例中進行烘干時采用干燥熱發(fā)生器進行輔助加熱。

實施例1

將鈦精礦磨細至粒徑≤0.074mm的部分占總質(zhì)量的80％，制成鈦精礦粉；鈦精礦按質(zhì)量百分比含tio248.54％，fe26.23％，mgo4.31％，al2o31.67％，cao0.93％，sio24.62％；

將鈦精礦粉進行一段磁選，一段磁選的磁場強度1000oe，獲得一段磁選精礦和一段磁選尾礦；

將一段磁選尾礦通過壓濾脫水制成水的質(zhì)量百分比≤10％的壓濾渣，然后將壓濾渣輸送到干燥懸浮焙燒爐中，同時向干燥懸浮焙燒爐內(nèi)通入100～150℃的高溫?zé)煔?，在高溫?zé)煔庾饔孟?，壓濾渣處于懸浮狀態(tài)并被烘干，形成干燥物料(干燥產(chǎn)品)從干燥懸浮焙燒爐中排出；壓濾渣在懸浮焙燒爐的停留時間為20min；干燥物料中水的質(zhì)量含量≤1％；

干燥物料被輸送到弱氧化懸浮焙燒爐中，懸浮焙燒爐由加熱段和氧化段串聯(lián)組成；分別向加熱段和氧化段通入燃氣和空氣；加熱段中燃氣將干燥物料加熱至600℃，被加熱后的干燥物料進入氧化段，在空氣作用下處于懸浮狀態(tài)，并進行弱氧化反應(yīng)，此時干燥物料中的鈦酸鐵經(jīng)弱氧化生成磁性的鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體，全部物料反應(yīng)生成弱氧化物料(氧化產(chǎn)品)；將弱氧化物料輸送到換熱器降溫至≤90℃，形成冷卻物料輸送到儲倉；其中弱氧化反應(yīng)的時間為50min；弱氧化反應(yīng)產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔庠跍囟?00～150℃時通入干燥懸浮焙燒爐中

將冷卻物料進行二段磁選，二段磁選的磁場強度1000oe，獲得二段磁選精礦和二段磁選尾礦；將一段磁選精礦和二段磁選精礦作為提純鈦精礦產(chǎn)品，按質(zhì)量百分比含tio255.36％，mgo1.91％，al2o30.43％，cao0.20％，sio21.1％；鈦回收率84.10％。

實施例2

方法同實施例1，不同點在于：

(1)鈦精礦按質(zhì)量百分比含tio241.21％，fe25.32％，mgo4.66％，al2o32.52％，cao1.54％，sio25.54％；將鈦精礦磨細至粒徑≤0.074mm的部分占總質(zhì)量的75％；

(2)一段磁選的磁場強度1500oe；

(3)壓濾渣在懸浮焙燒爐的停留時間為25min；

(4)加熱至700℃進行弱氧化反應(yīng)，時間為30min；

(5)，二段磁選的磁場強度1500oe；提純鈦精礦產(chǎn)品按質(zhì)量百分比含tio253.24％，tfe27.53％，mgo2.21％，al2o31.02％，cao0.94％，sio22.32％；鈦回收率85.73％。

實施例3

方法同實施例1，不同點在于：

(1)鈦精礦按質(zhì)量百分比含tio246.72％，fe38.57％；將鈦精礦磨細至粒徑≤0.038mm的部分占總質(zhì)量的90％；

(2)一段磁選的磁場強度2000oe；

(3)壓濾渣在懸浮焙燒爐的停留時間為25min；

(4)加熱至800℃進行弱氧化反應(yīng)，時間為20min；；

(5)，二段磁選的磁場強度2000oe；提純鈦精礦產(chǎn)品按質(zhì)量百分比含tio253.24％，tfe27.53％，mgo2.21％，al2o31.02％，cao0.94％，sio22.32％；鈦回收率85.73％。

實施例4

流程如圖1所示；

方法同實施例1，不同點在于：

(1)鈦精礦按質(zhì)量百分比含tio239.22％，fe40.16％；將鈦精礦磨細至粒徑≤0.038mm的部分占總質(zhì)量的95％；

(2)一段磁選的磁場強度2000oe；

(3)壓濾渣在懸浮焙燒爐(干燥器)的停留時間為30min；流程如圖2所示；

(4)加熱至650℃進行弱氧化反應(yīng)，時間為20min；弱氧化物料中鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體的質(zhì)量百分比<60％；將弱氧化物料輸送到還原懸浮焙燒爐(再還原焙燒爐)中，同時向還原懸浮焙燒爐中通入氮氣和還原氣，氮氣和還原氣的體積比為3；弱氧化物料從上部進入還原懸浮焙燒爐，氮氣和還原氣從底部進入還原焙燒爐；弱氧化物料在氣流作用下處于懸浮狀態(tài)，并在溫度600℃條件下進行再還原反應(yīng)，生成還原物料(還原產(chǎn)品)，其中鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體占還原物料總質(zhì)量82％；將還原物料輸送到換熱器降溫至≤90℃，形成冷卻物料輸送到儲倉；所述的還原氣為煤制氣；流程如圖3和圖4所示；

(5)，二段磁選的磁場強度2000oe；二段磁選尾礦中tio2的質(zhì)量百分含量48％；將二段磁選尾礦進行浮選提純，獲得的tio2的質(zhì)量百分含量52％浮選精礦，與一段磁選精礦和二段磁選精礦一同作為提純鈦精礦產(chǎn)品提純鈦精礦產(chǎn)品按質(zhì)量百分比含tio253.24％，tfe27.53％，mgo2.21％，al2o31.02％，cao0.94％，sio22.32％；鈦回收率85.73％。

技術(shù)特征：

1.一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，其特征在于按以下步驟進行：

(1)將鈦精礦磨細至粒徑≤0.074mm的部分占總質(zhì)量的60％以上，制成鈦精礦粉；所述的鈦精礦按質(zhì)量百分比含tio235～49％，fe15～45％，mg+al+si+ca8～20％；

(2)將鈦精礦粉進行一段磁選，一段磁選的磁場強度1000～2000oe，獲得一段磁選精礦和一段磁選尾礦；

(3)將一段磁選尾礦通過壓濾脫水制成水的質(zhì)量百分比≤10％的壓濾渣，然后將壓濾渣輸送到干燥懸浮焙燒爐中，同時向干燥懸浮焙燒爐內(nèi)通入100～150℃的高溫?zé)煔猓诟邷責(zé)煔庾饔孟?，壓濾渣處于懸浮狀態(tài)并被烘干，形成干燥物料從干燥懸浮焙燒爐中排出；

(4)干燥物料被輸送到弱氧化懸浮焙燒爐中，懸浮焙燒爐由加熱段和氧化段串聯(lián)組成；分別向加熱段和氧化段通入燃氣和空氣；加熱段中燃氣將干燥物料加熱至600～800℃，被加熱后的干燥物料進入氧化段，在空氣作用下處于懸浮狀態(tài)，并進行弱氧化反應(yīng)，此時干燥物料中的鈦酸鐵經(jīng)弱氧化生成磁性的鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體，全部物料反應(yīng)生成弱氧化物料；將弱氧化物料輸送到換熱器降溫至≤90℃，形成冷卻物料輸送到儲倉；其中弱氧化反應(yīng)的時間為20～50min；

(5)將冷卻物料進行二段磁選，二段磁選的磁場強度1000～2000oe，獲得二段磁選精礦和二段磁選尾礦；將一段磁選精礦和二段磁選精礦作為提純鈦精礦產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，其特征在于步驟(1)中，將鈦精礦磨細至粒徑≤0.038mm的部分占總質(zhì)量的90％以上，制成鈦精礦粉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，其特征在于步驟(3)中，壓濾渣在懸浮焙燒爐的停留時間為20～30min；干燥物料中水的質(zhì)量含量≤1％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，其特征在于步驟(4)中，弱氧化反應(yīng)產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔庠跍囟?00～150℃時通入干燥懸浮焙燒爐中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，其特征在于步驟(4)中，當(dāng)反應(yīng)生成弱氧化物料中，鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體的質(zhì)量百分比<60％時，將弱氧化物料輸送到還原懸浮焙燒爐中，同時向還原懸浮焙燒爐中通入氮氣和還原氣，氮氣和還原氣的體積比為1～5；弱氧化物料從上部進入還原懸浮焙燒爐，氮氣和還原氣從底部進入還原焙燒爐；弱氧化物料在氣流作用下處于懸浮狀態(tài)，并在溫度500～700℃條件下進行再還原反應(yīng)，生成還原物料，其中鈦鐵礦-赤鐵礦固溶體占還原物料總質(zhì)量≥80％；將還原物料輸送到換熱器降溫至≤90℃，形成冷卻物料輸送到儲倉；所述的還原氣為co、h2或煤制氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，其特征在于所述的提純鈦精礦產(chǎn)品按質(zhì)量百分比含tio2≥50％，mg+al+si+ca≤8％。

技術(shù)總結(jié)

一種鈦精礦懸浮焙燒除雜提純的方法，按以下步驟進行：(1)將鈦精礦磨細；(2)鈦精礦粉進行一段磁選，獲得一段磁選精礦和一段磁選尾礦；(3)一段磁選尾礦通過壓濾脫水，壓濾渣輸送到干燥懸浮焙燒爐，通入高溫?zé)煔鈶腋『娓桑?4)干燥物料被輸送到弱氧化懸浮焙燒爐中，在加熱段中加熱至600～800℃，進入氧化段在空氣作用下并進行弱氧化反應(yīng)，弱氧化物料換熱降溫形成冷卻物料；(5)將冷卻物料進行二段磁選，獲得二段磁選精礦和二段磁選尾礦；一段磁選精礦和二段磁選精礦作為提純鈦精礦產(chǎn)品。本發(fā)明工藝流程簡單、設(shè)備處理量大，產(chǎn)品性質(zhì)易控制，工業(yè)化應(yīng)用節(jié)能環(huán)保，且易實現(xiàn)大型化。

技術(shù)研發(fā)人員：袁帥;韓躍新;王勛;李艷軍;高鵬

受保護的技術(shù)使用者：東北大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2020.02.28

技術(shù)公布日：2020.06.16