一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法

文档序号:3243866阅读:723来源:国知局
专利名称:一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法
技术领域
本发明属钛铁矿矿石的初步处理技术领域。
背景技术
钛铁矿是制取钛白的主要原料,也是制取钛金属的重要原料。众所周知,由于钛的化学活性很强,在自然界没有单质存在,它总是和氧结合在一起。在矿物中钛主要以TiO2和钛酸盐形式存在。钛还经常与铁共生。从FeO-Fe2O3-TiO2系三元图中可知,它们三者可以形成无限固溶体,按它们不同比例可以形成许多种矿物。
基于此因,导致不同的钛铁矿物中含铁量有很大差别,矿石中Fe2O3的含量也有很大差别。而在用钛铁矿生产钛白时,矿石中Fe2O3的高低直接影响到生产工艺流程,所以生产厂家对矿石中Fe2O3的含量有一定的要求,一般不得超过12%(冶金工业部标准Fe2O3不大于13%)。另外随着钛白生产的发展,杂质含量低的钛铁矿日趋减少,对含Fe2O3高的钛铁矿如何利用就显得迫切。
为利用Fe2O3含量高的钛铁矿,可根据Fe2O3与钛铁矿的共生状况,选择其处理方法若Fe2O3是以赤铁矿或褐铁矿形态存在于矿石中,可通过磁选方法将它们选出,从而达到降低Fe2O3含量的目的;但Fe2O3若与TiO2形成固溶体,是难于用常规的选矿方法将其选出的,只能通过化学反应方法,将三价铁还原成二价铁而存留在矿石中。其主要方法是在矿石中加入一定比例的还原剂,进行还原焙烧。如利用各种工业炉型进行还原焙烧,目前常用的还原焙烧工艺,虽然效果好,质量稳定,生产能力大,但因使用设备多,造成投资大,动力和热量消耗高,使处理矿石成本偏高。

发明内容
本发明要解决的技术问题是使供钛白生产用的钛铁矿矿石中Fe2O3含量降到规定标准以下,有效降低高铁钛铁矿处理成本。
本发明的还原焙烧高铁钛铁矿的方法以如下技术方案解决上述技术问题矿石经粉碎洗净、配入还原剂并混匀后装入密封容器中,密封容器置入常规烧制建筑红砖的轮转窑中与砖坯一起加热、保温、冷却、出窑。
净矿与作为还原剂的煤粉重量比可以是10∶0.5-0.8。
用本发明的方法还原焙烧高铁钛铁矿,得到的产品中Fe2O3含量在12%以下,可以利用普通的烧砖轮转窑设备,不改变原有的烧砖工艺和制度,充分利用烧砖的热量,在完成烧砖生产同时完成矿石的还原焙烧处理,处理成本大幅度降低。十分有助于钛白生产采用那些目前大量存在而又不能利用的高铁钛铁矿,使自然资源得到充分利用。
具体实施例方式
为了提高TiO2含量和便于Fe2O3还原。焙烧前必须对块状钛铁矿破碎、洗净,破碎至粒度为6mm以下。当还原剂使用煤时,煤块必须破碎至3mm以下,煤的热值应在4000大卡/公斤左右。由于在进行矿石还原焙烧的密封容器内的物料均为固态物料,为使反应完全,要求还原剂煤粉中含较高挥发分,使用褐煤则既满足了高挥发分的要求,也降低了煤的成本,扩大了煤源。
使用褐煤作还原剂时,净矿与褐煤较为优选的重量比是10∶0.5-0.8。
混合好还原剂的矿粉装入密封容器中,密封容器置于烧制建筑红砖的轮转窑内。密封容器可以固定安装在窑室内,也可以制成可活动进出窑室的装备。其制作材料、大小、形状均无严格规定,可视具体情况确定。加热前每个窑室中除了装有矿粉及还原剂的密封容器外,密封容器周围的全部空隙仍按烧制红砖的工艺要求堆放待烧砖坯。整个过程完全按烧砖的生产工艺进行。其燃烧温度一般控制在800-1200℃之间。
在加热还原过程中,高铁钛铁矿与还原剂煤粉之间的主要反应式为
实践证明,矿粉在还原气氛中约2-4小时内即可完成还原反应,因此待红砖烧成出窑时,密封容器内的矿粉早已完成了还原过程,成为符合硫酸钛白生产要求的合格钛铁矿。
实施例1将购得的进口钛铁矿40吨破碎至6mm以下,然后进行洗矿,洗去了12%的泥砂,得到含TiO245.8%,Fe2O324.1%的钛铁矿净矿35.2吨。净矿晒干后,以钛铁矿∶褐煤=10∶0.8的比例,配入褐煤2.8吨并混匀作还原焙烧的原料。还原剂褐煤成分为水分19.96%;灰分16.14%;挥发分31.64%;固定碳32.26%;热值3905.24大卡/公斤。配入还原剂的焙烧料人工装入固定安装在窑室内、容积为0.70m3的密封容器中,加上顶盖密封。在轮转窑室中与砖一起焙烧。烧制红砖的操作条件是工人从窑室顶部的火口加入褐煤,控制温度800-1200℃。加煤量约125公斤/小时,密封容器中的温度约900℃,加煤前移的速度1m/小时。还原炉恒温时间2-4小时。随后自然冷却,至开窑出砖时,将还原焙烧好的钛铁矿从密封容器的下部排料口排出,此时温度60-80℃。冷却后取样化验,得到含TiO247.87% Fe 34.61% Fe2O311.0% FeO 34.64%的合格钛铁矿产品33.6吨,焙烧成本35元/吨。
实施例2钛铁矿矿样10公斤,含TiO249%,Fe2O332%。按钛铁矿∶褐煤=10∶0.8的比例配入褐煤粉0.8kg。褐煤的成份同实施例1,将矿粉褐煤混匀后,装入一密封的容器。放入烧红砖的窑室中,与红砖一起焙烧,烧砖操作条件同实施例1。到出砖时,将矿取出,送化验,结果为TiO249.8%;Fe 29%;Fe2O312%;FeO 26.2%,得到焙烧矿9.4公斤。
权利要求
1.一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法,将高铁钛铁矿中的三价铁还原为二价铁,其特征是将矿石破碎洗净并配入还原剂混匀后装入密封容器内,密封容器置入常规烧制红砖的轮转窑中与砖坯一起加热、保温、冷却、出窑。
2.如权利要求1所述的还原焙烧高铁钛铁矿的方法,其特征是净矿和还原剂褐煤的重量比优选值为10∶0.5-0.8。
全文摘要
一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法,将矿石破碎洗净并配入还原剂混匀后装入密封容器,密封容器置入常规烧制红砖的轮转窑中与砖坯一起加热、保温、冷却、出窑。使用本方法还原焙烧高铁钛铁矿,可利用烧砖的轮转窑室与砖坯一起烧制,不需改变原有的烧砖工艺和制度,在完成烧砖的同时完成矿石的还原焙烧处理,使还原矿中Fe
文档编号C22B1/02GK1537958SQ20031011128
公开日2004年10月20日 申请日期2003年10月23日 优先权日2003年10月23日
发明者张子芬, 郭旦奇, 卫小林, 莫庸 申请人:广西南宁东南西北鑫矿产有限公司
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