一种降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法与流程

本发明涉及钒钛磁铁矿技术领域，具体而言，涉及一种降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法。

背景技术：

铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属消耗总量的95％左右。我国铁矿石资源储量较丰富，但贫铁矿多，富铁矿少，中国已连续17年为全球最大的铁矿石进口国。钒钛磁铁矿是一种典型复杂难处理铁矿资源，其储量和开采量居全国铁矿第三位，实现国内复杂难处理钒钛磁铁矿资源的高效利用，对保证我国资源供给和国家战略安全具有重要意义。

该类资源钛铁致密共生，钛、钒等元素取代了磁铁矿中的铁使矿物呈类质同象存在，tio2含量远超过一般高炉冶炼(目前我国处理钒钛磁铁精矿的主要方法)对炼铁原料中tio2的极限含量，导致冶炼时出现铁水黏罐、炉缸堆积、渣铁分离困难等问题，冶炼加工难度大。

由于钛是以类质同像赋存于磁铁矿晶格中并形成铁钛固溶体，传统选矿技术难以实现晶格中钛的有效脱除，因此，不得不大量进口国外富矿资源，通过冶炼前配矿的方法来降低进入高炉的tio2含量。这种方法虽然解决了tio2含量过高的问题，但是需要大量进口优质低钛铁矿石，极大地增加了生产成本，同时钛资源也没能得到有效的回收利用。

目前，国内钒钛磁铁矿生产企业正迫切寻求不通过配矿来解决钒钛磁铁精矿中钛含量过高的问题。随着低钛优质铁矿资源的大量消耗，解决铁矿中钛含量过高这一问题已经迫在眉睫，因此，急需一种经济可行的降钛新技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法，该方法能够有效地降低钒钛磁铁精矿中的钛含量，无需进行配矿，操作简单，生产成本低。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法，包括以下步骤：

(1)、将钒钛磁铁精矿、钙盐分别研磨至粒度小于74μm；

(2)、将研磨后的钒钛磁铁精矿和钙盐进行混合，得到混合物料；

(3)、将所得混合物料置入焙烧炉中，在600℃-700℃下氧化焙烧20-30分钟，然后升温至1000℃-1100℃焙烧30-40分钟，得到烧结料；

(4)、将所得烧结料进行磨矿，使其粒度小于38μm；

(5)、将磨矿后的烧结料通过磁选分离得到低钛铁精矿和尾矿。

钒钛磁铁矿粉的主要成分为fe3-xtixo4，其中钛以类质同象的形式存在于磁铁矿晶格中。本发明首次提出，先将钒钛磁铁精矿在低温区(600℃-700℃)进行氧化焙烧20-30分钟，将fe3-xtixo4晶格氧化相变转换为tio2和fe3o4/fe2o3，从而实现铁、钛独立矿物的释放转变；然后再升高温度(1000℃-1100℃)再次进行焙烧30-40分钟，实现钙离子与过度态tio2的反应相变，使tio2转变为稳定的钙钛矿(catio3)；最后利用钙钛矿与磁铁矿、赤铁矿的磁性差异，通过磁选方式实现钙钛矿的脱除，从而实现了降低钒钛磁铁精矿中钛含量的目的。所生产的铁精矿含钛量低，可用于高钛磁铁精矿的配矿，也可直接进入高炉冶炼。该方法能够有效地降低钒钛磁铁精矿中的钛含量，并且操作简单、生产成本低。

进一步地，步骤(2)中，按照钒钛磁铁精矿和钙盐摩尔比1:(0.12-0.5)进行混合，得到混合物料。钒钛磁铁精矿和钙盐在此摩尔配比下，能够更好地实现钒钛磁铁精矿中钛、铁的物相转变。

进一步地，钒钛磁铁精矿为我国钒钛磁铁矿精矿矿区生产的钒钛磁铁精矿。

进一步地，步骤(5)中，磁选分离所用的磁选设备为高梯度磁选机、磁选管或磁滚筒，磁场强度为0.1t-1t。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将钒钛磁铁精矿和钙盐分别研磨至特定粒度后，混合均匀；先在600℃-700℃的低温区进行氧化焙烧20-30分钟，将fe3-xtixo4晶格氧化相变转换为tio2和fe3o4/fe2o3，实现铁、钛独立矿物的释放转变；然后升高温度至1000℃-1100℃再次进行焙烧30-40分钟，实现钙离子与过度态tio2的反应相变，使tio2转变为稳定的钙钛矿(catio3)；最后利用钙钛矿与磁铁矿、赤铁矿的磁性差异，通过磁选方式实现钙钛矿的脱除。整个焙烧过程中实现了铁钛固溶体中铁、钛独立矿物的释放并最终相变生成普通铁矿和钙钛矿，便于后续的铁、钛磁性分选；并且，磁选尾矿中的钛得到了有效富集，为后续钛资源的利用提供了良好基础。本发明的方法操作简单、对原料要求低、运行费用低、处理效果好，在降低钒钛磁铁精矿中钛含量的同时实现对钛的富集。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例1的降钛试验结果。

图3为钒钛磁铁矿精矿xrd图谱。

图4为本发明实施例4所得焙烧后产物的xrd图谱。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明实施例的降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：取某地区的钒钛磁铁精矿，其中，ti含量为7.81％、fe含量为54.42％。钒钛磁铁精矿的xrd图谱如图3所示。将该钒钛磁铁精矿研磨至小于74μm，另取碳酸钙将其研磨至小于74μm；将两种研磨后物料按照钒钛磁铁精矿：碳酸钙＝1:0.2的比例(摩尔比)将两者充分混合，得到混合物料；将混合物料加入焙烧炉中，先在600℃下氧化焙烧30分钟，然后升温至1100℃焙烧30分钟；将焙烧料研磨至小于38μm后，通过磁场强度为0.18t的磁选管磁选得到含ti2.13％、fe56.57％的铁精矿，此时铁的回收率为66.87％；随着磁场强度的增加，在1t时得到含ti3.52％、fe50.44％的铁精矿，此时铁的回收率为91.37％。本实施例的降低钒钛磁铁精矿中钛含量的试验结果如图2所示。

实施例2：

一种本发明实施例的降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：取某地区的钒钛磁铁精矿，其中，ti含量为7.81％、fe含量为54.42％。将该钒钛磁铁精矿研磨至小于74μm，另取碳酸钙将其研磨至小于74μm；将两种研磨后物料按照钒钛磁铁精矿：碳酸钙分别为1:0.12，1:0.15，1:0.18，1:0.22的比例(摩尔比)将两者充分混合，得到四组混合物料；将四组混合物料分别加入焙烧炉中，先在700℃下氧化焙烧30分钟，然后升温至1000℃焙烧30分钟；将焙烧料分别研磨至小于38μm后，通过磁场强度为0.18t的磁选管磁选，分别得到含ti3.45％、fe58.11％；ti2.75％、fe57.13％；ti2.67％、fe56.60％；ti2.67％、fe55.95％的铁精矿，此时铁的回收率对应分别为48.92％；64.37％；67.92％；67.83％。

实施例3：

一种本发明实施例的降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：取某地区的钒钛磁铁精矿，其中，ti含量为7.81％、fe含量为54.42％。将该钒钛磁铁精矿研磨至小于74μm，另取碳酸钙将其研磨至小于74μm；将两种研磨后物料按照钒钛磁铁精矿：碳酸钙分别为1:0.2的比例(摩尔比)将两者充分混合，得到混合物料；将混合物料分为三组分别加入焙烧炉中，先分别在600℃，650℃，700℃下焙烧25分钟，然后分别在1000℃，1050℃，1100℃下焙烧35分钟；将焙烧料研磨至小于38μm后，通过磁场强度为0.18t的磁选管磁选，分别得到含ti5.45％、fe53.11％；ti2.75％、fe57.13％；ti2.77％、fe57.60％的铁精矿，此时铁的回收率对应分别为58.92％；67.37％；68.92％。

实施例4：

一种本发明实施例的降低钒钛磁铁精矿中钛含量的方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：取某地区的钒钛磁铁精矿，其中，ti含量为7.81％、fe含量为54.42％。将该钒钛磁铁精矿研磨至小于74μm，另取碳酸钙将其研磨至小于74μm；将两种研磨后物料按照钒钛磁铁精矿：碳酸钙分别为1:0.2的比例(摩尔比)将两者充分混合，得到混合物料；将混合物料加入焙烧炉中，先在650℃下氧化焙烧20分钟，然后升温至1050℃焙烧40分钟，得到焙烧产物，焙烧产物的xrd图谱如图4所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。