专利名称：岩矿型钛铁矿精矿制取人造金红石的方法
技术领域：
本发明属于冶金工程领域，涉及一种利用岩矿型钛铁矿精矿为原料，采用还原-锈蚀法制取人造金红石的方法。
背景技术：
目前，世界钛资源中可用于钛工业生产的主要是天然金红石和钛铁矿。但天然金红石精矿储量较少，储量丰富的钛铁矿成为钛工业的主要生产原料。在自然界中，钛铁矿分为岩矿和砂矿两类，其中以岩矿居多。从岩矿和砂矿中选出的钛铁矿精矿可以直接用于制取金属钛和钛白，但由于其品位低，一般都需富集成高品位的富钛料-钛渣或人造金红石，再用于钛制品的生产。有关钛铁矿制取富钛料方法的研究，一直都是钛工业领域最为活跃的研究课题之一。已研究和提出的制取富钛料的方法主要有电炉熔炼法、选择氯化法、还原酸浸法、选-冶联合稀盐酸加压浸出法、予氧化-流态化酸浸法、还原锈蚀法和还原磁选法等。其中，还原锈蚀法是将钛铁矿中的铁氧化物经固态还原为金属铁，然后用电解质水溶液将还原钛铁矿中的金属铁锈蚀并分离出来，使TiO2富集成人造金红石。该法用电量和化学试剂量均少，以廉价的褐煤、次烟煤为能源，在锈蚀过程中排出的废水接近于中性(pH6～6.5)，赤泥可经干燥作为炼铁的原料，也可进一步加工成颜料级铁红，三废容易治理，具有污染小、成本低、产品质量好等优点。目前，澳大利亚WSL、RGC、Tiwest三个厂家、国内株洲东风冶炼厂和北海选厂均以优质钛铁矿砂矿为原料生产人造金红石。从还原锈蚀法制取人造金红石的研究及生产实践来看，还原锈蚀法目前仅适于处理高品位砂矿，并且该法尚存在着还原技术难度大、锈蚀时间长等问题。此外，由于工业上采用的是矿粉直接入回转窑的作业方式，因而存在着回转窑结圈的隐患。
对于以岩矿型钛铁精矿采用还原锈蚀法处理的研究未见任何报道。
发明内容
为了实现从岩矿型钛铁矿精矿制取人造金红石，特提出本发明。
岩矿型钛铁矿精矿制取人造金红石的方法，本发明的技术方案依次包括岩矿型钛铁矿精矿预热球团回转窑直接还原，还原钛铁矿的锈蚀分离及含钛物料稀酸浸取除杂制取人造金红石。
1，钛铁矿精矿预热球团回转窑直接还原钛铁矿精矿配入添加剂造球，添加剂为腐植酸钠。生球经链篦机干燥预热后，进入回转窑进行还原。链篦机干燥预热制度为料高160-220mm，鼓风干燥段风温150-200℃、风速0.8-1.0m/s、时间1-3min，抽风干燥段风温200-250℃、风速0.8-1.0m/s、时间4-6min，预热段风温800-950℃、风速1.0-1.2m/s、时间10-12min；回转窑还原采用褐煤或次烟煤作还原剂，还原温度1100-1150℃，还原时间120-150min，C/Fe比为0.8-0.9。
2，还原钛铁矿的锈蚀分离对还原所得金属化球团进行破碎、磨矿处理，磨矿粒度控制在-1mm占100％，然后进行锈蚀分离处理。锈蚀分离条件为锈蚀剂为NH4Cl 0.5-1.0％与HCl 1.2-2.0％混合液，锈蚀温度为60-85℃，固液比为1∶4，搅拌速度为400r.min-1，空气流量为1.5m3.min-1.t-1还原钛铁矿，锈蚀时间为12-18h。采用螺旋分级机和摇床将锈蚀过程中生成的水合铁氧化物从还原钛铁矿母体中分离出来，赤泥(水合铁氧化物)经干燥可作为炼铁的原料，也可进一步加工成颜料级铁红。
3，含钛物料稀酸浸取除杂制取人造金红石锈蚀分离后所得含钛物料经稀酸浸出，进一步脱出FeO、MgO、CaO、MnO等去可溶性杂质，HCl质量百分比浓度为5-8％，酸浸固液比为1∶4，浸出温度100℃，浸出时间2h，浸渣经过滤、干燥、煅烧后可获得用于生产氯化法钛白和海绵钛的人造金红石。
所述钛铁矿精矿含TiO246.5-49.5％，TFe30-34％。
所述添加剂为腐植酸钠，其添加量为1.0-3.0％。
本发明具有以下特点(1)本发明采用预热球团回转窑直接还原工艺，入窑球团抗压强度达到800-1100N/个，耐磨指数(-3mm含量＜3％)，完全满足回转窑还原要求，与传统还原锈蚀法相比，本发明有利于消除回转窑还原工艺的结圈隐患。
(2)本发明还原过程中添加剂具有强化钛铁矿还原的作用，能降低还原温度、缩短还原时间。在还原温度1100-1150℃，还原时间120-150min，C/Fe比为0.8-0.9的条件下，金属化率均可达到93-95％。
(3)本发明对锈蚀分离后所得含钛物料采用稀酸浸出，进一步脱出FeO、MgO、CaO、MnO等去可溶性杂质，有利于保证人造金红石产品的质量。
图1本发明工艺流程示意图。
具体实施例方式1岩矿型钛铁矿精矿(TiO247.16％，TFe31.47％)配入添加剂造球。添加剂腐植酸钠的添加量为1.5％。生球经链篦机干燥预热后，进入回转窑进行还原，链篦机干燥预热制度为料高200mm，鼓风干燥段风温200℃、风速1.0m/s、时间2min，抽风干燥段风温250℃、风速1.0m/s、时间5min，预热段风温800-950℃、风速1.2m/s、时间12min；回转窑还原采用褐煤或次烟煤作还原剂，还原温度1150℃，还原时间150min，C/Fe比为0.8，所得还原钛铁矿的金属化率为93.78％。将还原钛铁矿破碎、磨矿，磨矿粒度控制在-1mm占100％，然后进行锈蚀分离处理。锈蚀分离条件为锈蚀剂为NH4Cl0.5％与HCl1.5％混合液，锈蚀温度为70℃，固液比为1∶4，搅拌速度为400r.min-1，空气流量为1.5m3.min-1.t-1还原钛铁矿，锈蚀时间为14h。采用螺旋分级机和摇床将锈蚀过程中生成的水合铁氧化物从还原钛铁矿母体中分离出来，所得含钛物料经稀盐酸浸出，进一步脱出FeO、MgO、CaO、MnO等去可溶性杂质，HCl质量百分比浓度为5-8％，酸浸固液比为1∶4，浸出温度100℃，浸出时间2h，浸渣经过滤、干燥、煅烧后可获得TiO285.02％、回收率90.15％的人造金红石。
2岩矿型钛铁矿精矿(TiO248.77％，TFe32.98％)配入粘结剂造球。粘结剂腐植酸钠添加量为2.5％。生球经链篦机干燥预热后，进入回转窑进行还原，链篦机干燥预热制度为料高180mm，鼓风干燥段风温200℃、风速0.8m/s、时间2min，抽风干燥段风温250℃、风速0.8m/s、时间5min，预热段风温800-950℃、风速1.0m/s、时间10min；回转窑还原采用褐煤或次烟煤作还原剂，还原温度1120℃，还原时间120min，C/Fe比为0.9，所得还原钛铁矿的金属化率为93.78％。将还原钛铁矿破碎、磨矿，磨矿粒度控制在-1mm占100％，然后进行锈蚀分离处理。锈蚀分离条件为锈蚀剂为NH4Cl0.5％与HCl1.5％混合液，锈蚀温度为75℃，固液比为1∶4，搅拌速度为400r.min-1，空气流量为1.5m3.min-1.t-1还原钛铁矿，锈蚀时间为16h。采用螺旋分级机和摇床将锈蚀过程中生成的水合铁氧化物从还原钛铁矿母体中分离出来，所得含钛物料经稀盐酸浸出，进一步脱出FeO、MgO、CaO、MnO等去可溶性杂质，HCl质量百分比浓度为5-8％，酸浸固液比为1∶4，浸出温度100℃，浸出时间2h，浸渣经过滤、干燥、煅烧后可获得TiO287.16％、回收率90.56％的人造金红石。
权利要求
1.岩矿型钛铁矿精矿制取人造金红石的方法，其特征在于(1)岩矿型钛铁精矿配入添加剂造球，生球经链篦机干燥预热后，进入回转窑进行还原，链篦机干燥预热制度为料高160-220mm，鼓风干燥段风温150-200℃、风速0.8-1.0m/s、时间1-3min，抽风干燥段风温200-250℃、风速0.8-1.0m/s、时间4-6min，预热段风温800-950℃、风速1.0-1.2m/s、时间10-12min；回转窑还原采用褐煤或次烟煤作还原剂，还原温度1100-1150℃，还原时间120-150min，C/Fe比为0.8-0.9；(2)对还原所得金属化球团进行破碎、磨矿处理，磨矿粒度控制在-1mm占100％，然后进行锈蚀分离处理，锈蚀分离条件为锈蚀剂为NH4Cl 0.5-1.0％与HCl 1.2-2.0％混合液，锈蚀温度为60-85℃，固液比为1∶4，搅拌速度为400r.min-1，空气流量为1.5m3.min-1.t-1还原钛铁矿，锈蚀时间为12-18h；(3)锈蚀分离后所得含钛物料经稀酸浸出，HCl质量百分比浓度为5-8％，酸浸固液比为1∶4，浸出温度100℃，浸出时间2h，浸渣经过滤、干燥、煅烧后可获得用于生产氯化法钛白和海绵钛的人造金红石。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述钛铁矿精矿含TiO246.5-49.5％，TFe30-34％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于造球时所用添加剂为腐植酸钠，其添加量为1.0-3.0％。
全文摘要
岩矿型钛铁矿精矿制取人造金红石的方法。本发明的技术方案依次包括岩矿型钛铁矿精矿预热球团回转窑直接还原，还原钛铁矿的锈蚀分离及含钛物料稀酸浸取除杂制取人造金红石。本发明采用预热球团回转窑直接还原工艺，入窑球团抗压强度达到800－1100N/个，耐磨指数(－3mm含量＜3％)，与传统还原锈蚀法相比，本发明有利于消除回转窑还原工艺的结圈隐患；本发明的添加剂具有强化钛铁矿还原的作用，能降低还原温度、缩短还原时间；本发明对锈蚀分离后所得含钛物料采用稀酸浸出，进一步脱出FeO、MgO、CaO、MnO等去可溶性杂质，有利于保证人造金红石产品的质量。
文档编号C01G23/00GK1923703SQ20051003210
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者邱冠周, 姜涛, 郭宇峰, 黄柱成, 李光辉, 肖春梅, 杨永斌, 许斌, 朱德庆, 范晓慧, 董海刚, 张元波, 朱忠平, 唐娟, 江源, 金勇士 申请人:中南大学