专利名称：利用钛泥回收铁钛资源的方法
技术领域：
本发明涉及钛泥的资源利用，尤其是一种利用钛泥回收铁钛资源的方法。
背景技术：
钛白粉是目前最佳的无可替代的白色无机化工颜料。2009年，全国钛白粉产量累 计为近105万t，比上年净增近沈万t，增幅为32. 9%。目前，钛白粉工业主要为硫酸法和 氯化法两种生产工艺；在硫酸法钛白粉生产过程中，生产It钛白粉将产生残渣(酸解未起 反应)0. 15t。该残渣一般经简单中和后堆放。中和后的残渣即为本专利所称的“钛泥”。本 领域技术人员针对钛泥的利用进行了很多尝试，但均是立足于残渣简单利用，主要是用于 建材如生产砖瓦、填充材料等。没有对钛泥中的价值较高的铁钛资源分离处理、充分利用。 有的企业由于缺乏处理手段只能暂时堆存，造成环境污染的隐患。
发明内容
考虑到上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种利用钛泥 回收铁钛资源的方法，以对钛泥中的价值较高的铁钛资源分离处理并充分利用。根据本发明一方面，提供了一种利用钛泥回收铁钛资源的方法，包括如下工艺步 骤①烘干钛泥；②破碎和筛分钛泥；③配制原料，其中的原料包括钛铁矿粉或钛精矿粉、 以及上述破碎和筛分的钛泥；④混合和碾压原料和添加物，得到混合料，所述添加物包括煤 粉和粘结剂；⑤压制将混合料压制成生球团；⑥加热和还原将生球团加热和还原得到红 热的金属化球团；⑦渣铁分离对红热的金属化球团实施渣铁分离，金属化球团中的铁元 素形成铁水供下道工序，钛元素形成高钛渣。根据本发明另一方面，步骤①中钛泥烘干后含水量百分比为8 10% (重量)。根据本发明另一方面，步骤④中所述煤粉的加入量为18 25% (重量)，粘结剂 的加入量为1 6% (重量)。根据本发明另一方面，步骤④中所述的混合和碾压通过混碾机来实施，碾压时调 整混合料的含水量为8 16% (重量)。根据本发明另一方面，原料中钛铁矿粉或钛精矿粉的水分含量控制在10% (重 量)以下。根据本发明另一方面，步骤⑤中所述的将混合料压制成生球团，是在对辊压球机 内完成；生球团为枕头状，尺寸30mm左右。根据本发明另一方面，步骤⑥中的加热和还原包括将生球团置入转底炉内经过 1200°C迅速干燥和预热，再在1200°C 1450°C进行还原，最后还经过1200°C 1100°C均 热，得到红热的、金属化率为65 85%的金属化球团。根据本发明另一方面，钛泥在原料中的百分比为5 10% (重量)。根据本发明另一方面，通过采用如下方法来确定所述原料配比若要求高钛渣含 二氧化钛的重量百分比为A%，将原料中的钛铁矿粉或钛精矿粉的重量百分比设为m，将原料中的钛泥的重量百分比设为η ；设定钛铁矿粉或钛精矿粉中的二氧化钛的重量百分比为 a%，设定钛铁矿粉或钛精矿粉中的二氧化钛的重量百分比为；钛铁矿粉或钛精矿中的 铁氧的重量百分比为c，钛泥中的铁氧的重量百分比为d ；则得到以下方程组
α·πι+ ·η一 A(w(l-c%)+ (l-J%)+22.5%xl3%+2%)) —(工)m+n = 100% (2)通过上述方程组求出所述m和n，当通过上述方程组求出的η落在5 10%之间 时，则原料中的钛铁矿粉或钛精矿粉、与钛泥的配比分别为求出的m、η ；当通过上述方程组 求出的η > 10%或者η < 5%时，则相应地可指定η = 10%或者η = 5%，则m = 90%或者 m = 95%。根据本发明另一方面，步骤⑦中对红热的金属化球团实施渣铁分离是在熔分炉中 进行，金属化球团中的铁元素形成铁水供下道工序，钛元素形成高钛渣。由此可见，本发明对钛泥中的价值较高的铁钛资源进行了分离处理以及充分利 用，降低了环境污染，提高了企业的经济效益。
图1是根据本发明优选实施例的利用钛泥回收铁钛资源的方法流程图。
具体实施例方式现在将参考图1来详细描述本发明一个优选实施例的利用钛泥回收铁钛资源的 方法。图1是根据本发明优选实施例的利用钛泥回收铁钛资源的方法流程图。需要说明的 是，本发明中所提到的百分比，如果没有特别说明，则均为重量百分比。参见图1，一种利用钛泥回收铁钛资源的方法，包括如下工艺步骤①烘干钛泥； ②破碎和筛分钛泥；③配制原料，其中的原料包括钛铁矿粉或钛精矿粉、以及上述破碎和筛 分的钛泥；④混合和碾压原料和添加物，得到混合料，所述添加物包括煤粉和粘结剂；⑤压 制将混合料压制成生球团；⑥加热和还原将生球团加热和还原得到红热的金属化球团； ⑦渣铁分离对红热的金属化球团实施渣铁分离，金属化球团中的铁元素形成铁水供下道 工序，钛元素形成高钛渣。优选地，步骤①包括烘干钛泥烘干后含水量优选为8 10%，例如含水量为9%
(重量)。优选地，步骤②中包括破碎和筛分钛泥例如可将烘干后的钛泥置入破碎机内进 行破碎，然后进行筛分，筛分的粒度例如可以为小于3毫米。优选地，步骤③中配制原料其中的原料包括上述筛分的钛泥和钛铁矿粉(或钛 精矿粉)；例如，可按照需求配制原料钛泥和钛铁矿粉(或钛精矿粉)的比率。优选地，步骤④中混合和碾压原料和添加物所述添加物包括煤粉和粘结剂，其中 煤粉的加入量例如可为22. 5% (重量)，粘结剂的加入量例如可为2% (重量)，剩余的为所 述原料。例如可将配制的原料加入所述煤粉和粘结剂进行充分混合并碾压，得到混合料；优选地，步骤⑤中压制将混合料压制成团块——称为生球团，例如可通过辊式压 球机来进行压制。
优选地，步骤⑥中加热和还原将生球团加热和还原得到金属化球团。例如，可将 生球团置入转底炉内经过例如1200°C温度迅速干燥、预热，再在1200°C 1350°C进行还 原，最后还可经过1200°C 1100°C均热，得到红热的、金属化率例如为65 85%的金属化 球团。优选地，步骤⑦中渣铁分离可将红热的金属化球团置入例如熔分炉内，实现渣铁 分离，金属化球团中的铁元素形成铁水供下道工序，钛元素进入炉渣形成高钛渣。优选地，所述煤粉的加入量为20 25%，粘结剂的加入量为1 3%。优选地，步骤④中所述的混合和碾压可通过混碾机来实施，碾压后调整混合料的 含水量为8 10%。优选地，原料中钛铁矿粉(或钛精矿粉)的水分含量控制在10%以下。优选地，钛铁矿粉、钛泥在原料中的百分比可分别为90 %、10%，这时得到的高 钛渣中二氧化钛含量则为59.42%。优选地，钛铁矿粉、钛泥在原料中的百分比分别可为 92. 07%,7. 93%，这时得到的高钛渣中二氧化钛含量则为60%。优选地，钛泥在原料中的百分比为5 10% (重量)，可以理解的是，不同的原料 配比对应不同的高钛渣中二氧化钛的含量。优选地，还可根据高钛渣中二氧化钛的含量要求来配制原料，原料的种类为钛铁 矿粉(或钛精矿粉)及钛泥，例如，若要求高钛渣中二氧化钛的含量59. 42%；则钛铁矿粉用 量90%、钛泥用量10%。若要求高钛渣中二氧化钛的含量60% ；则钛铁矿粉用量92. 07%、 钛泥用量7. 93%。优选地，可通过采用如下方法来确定原料配比若要求高钛渣含二氧化钛的重量 百分比为A%，将原料中的钛铁矿粉(或钛精矿粉)和钛泥的百分比分别设为m、n ；且钛泥 在原料中的百分比η为5 10% (重量)。设定钛铁矿粉(或钛精矿)、钛泥中的二氧化钛 的重量百分比分别为a%、b% ；钛铁矿粉(或钛精矿)、钛泥中的铁氧的重量百分比分别为 c、d;则得到以下方程组
a*m+b*n__ A(m(\-c%)+n{\-d%)+22.5%xU%+2%)) ~(丄)m+n = 100% (2)通过上述方程组求出所述m和n，当通过上述方程组求出的η落在5 10%之间 时，则原料中的钛铁矿粉(或钛精矿粉)和钛泥的配比分别为m、n;当通过上述方程组求出 的11 > 10%或者η < 5%时，则相应地可指定η = 10%或者η = 5%，则m = 90%或者m = 95%。以要求高钛渣中二氧化钛的含量45%为例计算如下
1264*m+3269* _ Ac(m(l-84.77%>f (l-29.86%)+225%xl3%+2%)) _H J ( l )m+n = 100% (2)求解以上二元一次方程组，得到m = -21. 384 ；η = 22. 384。由于η为大于10%， 则可指定n = 10%,m = 90% ；计算A的值为59. 42。即钛铁矿粉、钛泥在原料中的百分比 分别为90%、10%，这时得到的高钛渣中二氧化钛含量为59. 42%。这也说明高钛渣中二氧 化钛的含量45%的要求暂时是无法满足的。
以要求高钛渣中二氧化钛的含量60%为例计算如下
权利要求
1.一种利用钛泥回收铁钛资源的方法，包括如下工艺步骤①烘干钛泥；②破碎和筛 分钛泥；③配制原料，其中的原料包括钛铁矿粉或钛精矿粉、以及上述破碎和筛分的钛泥； ④混合和碾压原料和添加物，得到混合料，所述添加物包括煤粉和粘结剂；⑤压制将混合 料压制成生球团；⑥加热和还原将生球团加热和还原得到红热的金属化球团；⑦渣铁分 离对红热的金属化球团实施渣铁分离，金属化球团中的铁元素形成铁水供下道工序，钛元 素形成高钛渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤①中钛泥烘干后含水量百分比为8 10% (重量)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤④中所述煤粉的加入量为18 25% (重量)，粘结剂的加入量为1 6% (重量)。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于步骤④中所述的混合和碾压通过混 碾机来实施，碾压时调整混合料的含水量为8 16% (重量)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于原料中钛铁矿粉或钛精矿粉的水分含量控 制在10% (重量)以下。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于步骤⑤中的将混合料压制成生球团，生球 团为枕头状，尺寸30mm左右。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于步骤⑥中的加热和还原包括将生球团 置入转底炉内经过120(TC迅速干燥和预热，再在120(TC 1450°C进行还原，最后还经过 1200°C 1100°C均热，得到红热的、金属化率为65 85%的金属化球团。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于钛泥在原料中的百分比为5 10%(重 量)O
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于通过采用如下方法来确定所述原料配比 若要求高钛渣含二氧化钛的重量百分比为，将原料中的钛铁矿粉或钛精矿粉的重量百 分比设为m，将原料中的钛泥的重量百分比设为η ；设定钛铁矿粉或钛精矿粉中的二氧化钛 的重量百分比为a%，设定钛铁矿粉或钛精矿粉中的二氧化钛的重量百分比为；钛铁矿 粉或钛精矿中的铁氧的重量百分比为c，钛泥中的铁氧的重量百分比为d ；则得到以下方程 组
全文摘要
一种利用钛泥回收铁钛资源的方法，包括如下工艺步骤①烘干钛泥；②破碎和筛分钛泥；③配制原料，其中的原料包括钛铁矿粉或钛精矿粉、以及上述破碎和筛分的钛泥；④混合和碾压原料和添加物，得到混合料，所述添加物包括煤粉和粘结剂；⑤压制将混合料压制成生球团；⑥加热和还原将生球团加热和还原得到红热的金属化球团；⑦渣铁分离对红热的金属化球团实施渣铁分离，金属化球团中的铁元素形成铁水供下道工序，钛元素形成高钛渣。本发明有效利用了钛泥中的高价值资源，可获得较高的经济效益。
文档编号C22B34/12GK102086491SQ201010586860
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者冯婕, 吕鲁平, 孔令坛, 张金良, 樊计生 申请人:北京中冶设备研究设计总院有限公司, 吕鲁平