一种钒钛磁铁矿的处理方法与流程

本发明涉及一种钒钛磁铁矿的处理方法，属选冶联合回收矿产资源领域。

背景技术：

钒钛磁铁矿和钛铁矿是提取铁和钛的主要原料。攀西地区是我国第二大铁矿区，蕴藏着上百亿吨的钒钛磁铁矿资源，其中钛资源储量占我国钛资源储量的90%以上，综合利用价值极高。但高炉以及电弧炉炼铁产生的钛渣都不能作为生产钛白的原料，长期堆存丢弃，造成严重的资源浪费以及环境污染。为了给钛白生产提供优质原料，急需对钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼产出钛渣进行升级降杂。如能有效地使熔分钛渣中的含钛物相黑钛石与其他脉石分离，即可为后续硫酸制钛白提供优质原料，生产高品质钛白，解决钒钛磁铁矿中的钛资源至今不能利用的瓶颈，为我国钛资源的高效利用寻求一条新的技术方案，以满足我国钛白产业迅速发展的需要，有效合理地利用我国巨大储量的钒钛磁铁矿资源。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种钒钛磁铁矿的处理方法。本方法从渣中浮选富集含钛矿物黑钛石，大幅降低硅铝等杂质，有效消除硫酸钛白的杂质铝、硅等有害影响，为硫酸制钛白提高优质原料，具有节约成本、减少污染的特点，使钒钛磁铁矿的钛资源得到有效利用。本发明通过以下技术方案实现：

一种钒钛磁铁矿的处理方法，包括以下步骤：

（1）高品位钒钛磁铁矿精矿的制备：将钒钛磁铁矿通过超细磨、弱磁选得到高品位钒钛磁铁矿精矿；

（2）还原：将步骤（1）得到的高品位钒钛磁铁矿精矿用水溶性有机粘结剂造球，干燥，在炉内通入还原性气体高温还原得到金属化球团；

（3）熔分：将步骤（2）得到的金属化球团加少量助熔剂和石墨粉在电炉中熔分，得到生铁和钛渣；

（4）熔分钛渣缓慢冷却：将步骤（3）得到的钛渣经过缓冷，使得钛渣中的钛的主物相黑钛石（mgti2o5）晶粒长大，得到缓冷钛渣；

（5）浮选富集黑钛石：将步骤（4）得到的缓冷钛渣细磨，浮选得到黑钛石精矿。

步骤（1）通过超细磨解离钒钛磁铁矿，磨矿细度为-325目占85~95wt%；弱磁选包括粗选和精选两个步骤，粗选磁场强度为70~90ka/m，精选磁场强度为30~50ka/m。

步骤（2）为了杜绝其他杂质的引入，利用水溶性有机粘结剂造球，所述水溶性有机粘结剂可以是聚乙烯醇、淀粉、佩里多、聚丙烯酸酯、蜂蜜或其他常规水溶性有机粘结剂，粘结剂用量（即粘结剂与高品位钒钛磁铁矿精矿的质量百分比）为0.6~1wt%，球径为6~12mm；通入的还原性气体可以是co、co+n2、h2、co+h2中的任意一种，还原温度为1100~1250℃，还原时间为20~60min。

步骤（3）中添加的助熔剂为cao和b2o3，cao用量（即cao与金属化球团的质量百分比）为0.5~1.5wt%，b2o3用量（即b2o3与金属化球团的质量百分比）为0.2~1wt%，石墨粉用量（即石墨粉与金属化球团的质量百分比）为2~5wt%，石墨粉可用煤粉代替；熔分温度为1550~1650℃，熔分时间为20~60min。

步骤（4）中缓冷步骤为以2~10℃/min的速率降温至1200℃以下后自然冷却到室温。

步骤（5）将缓冷钛渣细磨成粉，细度为-325目占70~95wt%；浮选步骤用水玻璃做抑制剂（200~1000g/t），moh或油酸钠为捕收剂（500~1200g/t），采用常规浮选方法进行浮选。

本发明的有益效果：针对钒钛磁铁矿钛资源不能利用的困难现状，本发明在前端就将精矿高纯化，有效降低杂质含量，提高熔分钛渣的tio2品位以及促进含钛物相（黑钛石）晶粒的长大，为磨矿浮选回收黑钛石精矿奠定条件，黑钛石精矿硅钙铝杂质含量少，为硫酸法制钛白的优质原料，是一种很有应用前景的新技术方案。

附图说明

图1是本发明工艺流程图；

图2是缓冷钛渣电镜图（灰色结晶粒度较大的为黑钛石）。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

一种钒钛磁铁矿的处理方法，包括以下步骤：

（1）高品位钒钛磁铁矿精矿的制备：首先将钒钛磁铁矿超细磨至-325目占85wt%，经过一次粗选（磁场强度70ka/m）和一次精选（磁场强度30ka/m）得到高品位钒钛磁铁矿精矿，精矿tfe56.24%，tio2品位为13.58%，sio2含量1.4%；

（2）还原：将步骤（1）得到的高品位钒钛磁铁矿精矿用0.6wt%聚乙烯醇造球，球径8mm，110℃干燥2h，在炉内通入50%co+50%n2，1250℃还原20min得到金属化球团，金属化率为86.25%；

（3）熔分：将步骤（2）得到的金属化球团添加0.5wt%cao、0.2wt%b2o3和2wt%石墨粉在电炉中1550℃熔分20min，得到生铁和钛渣；

（4）熔分钛渣缓慢冷却：将步骤（3）得到的钛渣以降温速率为2℃/min缓冷到1000℃后自然冷却到室温，使得钛的主矿物黑钛石晶粒大部分长大到30µm以上，得到缓冷钛渣；缓冷钛渣电镜图如图2所示；

（5）浮选富集黑钛石：将步骤（4）得到的缓冷钛渣细磨至-325目占70wt%，添加水玻璃200g/t、油酸钠500g/t进行浮选，产出tio2品位在76.23%的黑钛石精矿。黑钛石精矿钛的回收率为72.51%。

工艺流程图如图1所示。

实施例2

一种钒钛磁铁矿的处理方法，包括以下步骤：

（1）高品位钒钛磁铁矿精矿的制备：首先将钒钛磁铁矿超细磨至-325目占95wt%，经过一次粗选（磁场强度90ka/m）和一次精选（磁场强度50ka/m）得到高品位钒钛磁铁矿精矿，精矿tfe57.94%，tio2品位为14.22%，sio2含量1.1%；

（2）还原：将步骤（1）得到的高品位钒钛磁铁矿精矿用0.7wt%淀粉造球，球径12mm，110℃干燥2h，在炉内通入co，1100℃还原60min得到金属化球团，金属化率为94.63%；

（3）熔分：将步骤（2）得到的金属化球团添加1.2wt%cao、1wt%b2o3和5wt%煤粉在电炉中1650℃熔分60min，得到生铁和钛渣；

（4）熔分钛渣缓慢冷却：将步骤（3）得到的钛渣以降温速率为10℃/min缓冷到1200℃后自然冷却到室温，使得钛的主矿物黑钛石晶粒大部分长大到30µm以上，得到缓冷钛渣；缓冷钛渣电镜图如图2所示；

（5）浮选富集黑钛石：将步骤（4）得到的缓冷钛渣细磨至-325目占80wt%，添加水玻璃1000g/t、moh1200g/t进行浮选，产出tio2品位在80.75%的黑钛石精矿。黑钛石精矿钛的回收率为88.57%。

工艺流程图如图1所示。

实施例3

一种钒钛磁铁矿的处理方法，包括以下步骤：

（1）高品位钒钛磁铁矿精矿的制备：首先将钒钛磁铁矿超细磨至-325目占90wt%，经过一次粗选（磁场强度80ka/m）和一次精选（磁场强度40ka/m）得到高品位钒钛磁铁矿精矿，精矿tfe56.83%，tio2品位为13.93%，sio2含量1.2%；

（2）还原：将步骤（1）得到的高品位钒钛磁铁矿精矿用0.8wt%佩里多造球，球径6mm，110℃干燥2h，在炉内通入h2，1200℃还原40min得到金属化球团，金属化率为92.11%；

（3）熔分：将步骤（2）得到的金属化球团添加1.0wt%cao、0.8wt%b2o3和4wt%石墨粉在电炉中1600℃熔分40min，得到生铁和钛渣；

（4）熔分钛渣缓慢冷却：将步骤（3）得到的钛渣以降温速率为5℃/min缓冷到1180℃后自然冷却到室温，使得钛的主矿物黑钛石晶粒大部分长大到30µm以上，得到缓冷钛渣；缓冷钛渣电镜图如图2所示；

（5）浮选富集黑钛石：将步骤（4）得到的缓冷钛渣细磨至-325目占90wt%，添加水玻璃800g/t、moh900g/t进行浮选，产出tio2品位在84.02%的黑钛石精矿。黑钛石精矿钛的回收率为85.83%。

工艺流程图如图1所示。

实施例4

一种钒钛磁铁矿的处理方法，包括以下步骤：

（1）高品位钒钛磁铁矿精矿的制备：首先将钒钛磁铁矿超细磨至-325目占95wt%，经过一次粗选（磁场强度80ka/m）和一次精选（磁场强度40ka/m）得到高品位钒钛磁铁矿精矿，精矿tfe56.83%，tio2品位为14.01%，sio2含量1.2%；

（2）还原：将步骤（1）得到的高品位钒钛磁铁矿精矿用1wt%聚丙烯酸酯造球，球径10mm，110℃干燥2h，在炉内通入50%co+50%h2，1250℃还原30min得到金属化球团，金属化率为93.15%；

（3）熔分：将步骤（2）得到的金属化球团添加0.8wt%cao、0.5wt%b2o3和3wt%煤粉在电炉中1650℃熔分30min，得到生铁和钛渣；

（4）熔分钛渣缓慢冷却：将步骤（3）得到的钛渣以降温速率为3℃/min缓冷到1100℃后自然冷却到室温，使得钛的主矿物黑钛石晶粒大部分长大到30µm以上，得到缓冷钛渣；缓冷钛渣电镜图如图2所示；

（5）浮选富集黑钛石：将步骤（4）得到的缓冷钛渣细磨至-325目占95wt%，添加水玻璃600g/t、油酸钠1000g/t进行浮选，产出tio2品位在80.75%的黑钛石精矿。黑钛石精矿钛的回收率为85.77%。

工艺流程图如图1所示。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出形式上和细节上的各种变化。