4](2)、将步骤(I)所得料球放入管式炉中，通入空气，反应温度为800°C、反应时间180min，空气流速为1.0米/秒。反应结束后，取出物料(一次转化渣)自然冷却至室温。
[0025]所得一次转化渣的XRD图谱见图3，可以看出，原料含钛高炉渣中所有含钛物相均转变为假板钛矿(Fe2T15),同时生成大量硫酸钙。
[0026](3)、将步骤(2)中所得一次转化渣细磨至75~150微米，与碳酸铵在水溶液中反应，按照一次转化渣中硫酸钙与碳酸铵的摩尔比为1:1.05配料，溶液中碳酸铵浓度为lmol/L，反应温度30°C，反应时间3h，反应毕，过滤，滤渣在110°C下干燥2h。
[0027]所得二次转化渣的XRD图谱见图4，可以看出，图3中硫酸钙物相已经完全转化为碳酸钙。
[0028](4)、将步骤(3)中所得二次转化渣(干燥后的滤渣)置于管式炉中，采用煤气进行还原，反应温度900°C、反应时间lOmin、煤气中CO、！12和CO2的体积浓度分别为25%、13%、4%，其余为N2,煤气流速为1.0米/秒。反应毕，取出物料(三次转化渣)自然冷却至室温。
[0029]所得三次转化渣的XRD图谱见图5，可以看出，图4中所有假板钛矿物相转化为钛铁矿物相、所有Fe2O3物相转化为Fe 304。
[0030]实施例二
(I)、将细磨至50~75微米的含钛高炉渣与绿矾(FeS04_ 7H 20)均匀混合、压制成球，控制含钛高炉渣与绿矾质量比为1:1，成球压力为IMpa，所得料球直径15_。
[0031](2)、将步骤(I)所得料球放入管式炉中，通入氧气体积浓度为70%的氧化性气体，反应温度为1300°C、反应时间30min，气体流速为0.5米/秒。反应结束后，取出物料(一次转化渣)自然冷却至室温。
[0032]在所得一次转化渣中所有含钛物相均转变为假板钛矿(Fe2T15),同时生成大量硫酸钙，一次转化渣的XRD图谱与图3非常接近。
[0033](3)、将步骤(2)中所得一次转化渣细磨至50~75微米，与碳酸铵在水溶液中反应，按照一次转化渣中硫酸钙与碳酸铵的摩尔比为1:1.2配料，溶液中碳酸铵浓度为3mol/L，反应温度60°C，反应时间0.5h，反应毕，过滤，滤渣在110°C下干燥2h。
[0034]所得二次转化渣中硫酸钙物相已经完全转化为碳酸钙，二次转化渣的XRD图谱与图4非常接近。
[0035](4)、将步骤(3)中所得二次转化渣(干燥后的滤渣)置于管式炉中，采用煤气进行还原，反应温度600°C、反应时间150min、煤气中CO、！12和CO2的体积浓度分别为40%、50%、6%，其余为N2,煤气流速为0.5米/秒。反应毕，取出物料(三次转化渣)自然冷却至室温。
[0036]所得三次转化渣中假板钛矿和Fe2O3物相分别已经完全转化为钛铁矿和Fe 304物相，三次转化渣的XRD图谱与图5非常接近。
[0037]实施例三
(I)、将细磨至75?100微米的含钛高炉渣与绿矾(FeS04_ 7H20)均匀混合、压制成球，控制含钛高炉渣与绿矾质量比为1:2，成球压力为3Mpa，所得料球直径10mm。
[0038](2)、将步骤(I)所得料球放入管式炉中，通入氧气体积浓度为22%的氧化性气体，反应温度为1000°0、反应时间601^11，气体流速为1.0米/秒。反应结束后，取出物料(一次转化渣)自然冷却至室温。
[0039]在所得一次转化渣中所有含钛物相均转变为假板钛矿(Fe2T15),同时生成大量硫酸钙，一次转化渣的XRD图谱与图3非常接近。
[0040](3)、将步骤(2)中所得一次转化渣细磨至50~75微米，与碳酸铵在水溶液中反应，按照一次转化渣中硫酸钙与碳酸铵的摩尔比为1:1.1配料，溶液中碳酸铵浓度为2mol/L，反应温度40°C，反应时间2h，反应毕，过滤，滤渣在110°C下干燥2h。
[0041]所得二次转化渣中硫酸钙物相已经完全转化为碳酸钙，二次转化渣的XRD图谱与图4非常接近。
[0042](4)、将步骤(3)中所得二次转化渣(干燥后的滤渣)置于管式炉中，采用煤气进行还原，反应温度800°C、反应时间60min、煤气中CO、！12和CO 2的体积浓度分别为30%、40%、10%，其余为N2,煤气流速为0.7米/秒。反应毕，取出物料(三次转化渣)自然冷却至室温。
[0043]所得三次转化渣中假板钛矿和Fe2O3物相分别已经完全转化为钛铁矿和Fe 304物相，三次转化渣的XRD图谱与图5非常接近。
【主权项】
1.一种含钛高炉渣中钛组分磁化转化方法，其特征在于工艺步骤如下: (1)、将含钛高炉渣与绿矾(FeS04_7H 20)均匀混合、压制成球，控制含钛高炉渣与绿矾质量比为1:1-5,成球压力为l~5Mpa，所得料球直径6~15mm ； (2)、将步骤(I)所得料球放入管式炉中，在温度为800~1300°C下反应30~180min， 反应结束后，取出物料(一次转化渣)，自然冷却至室温； (3)、将步骤(2)中所得一次转化渣细磨至粒度为50~150微米，与碳酸铵在水溶液中反应，按照一次转化渣中硫酸钙与碳酸铵的摩尔比为1:1.05?1.2配料，溶液中碳酸铵浓度为l~3mol/L，反应温度30~60°C，反应时间0.5~3h，反应毕，过滤，滤渣在110°C下干燥2h ； (4)、将步骤(3)中所得二次转化渣(干燥后的滤渣)置于管式炉中，采用煤气进行还原，反应温度600~900°C、反应时间10~150min，反应毕，取出物料(三次转化渣)，自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述含钛高炉渣中钛组分磁化转化方法，其特征在于步骤(I)所述含钛高炉渣粒度为50?150微米。
3.根据权利要求1所述含钛高炉渣中钛组分磁化转化方法，其特征在于步骤(2)所述反应是在通入氧化性气体条件下进行，氧化性气体可以是空气或氧气体积浓度为22?70%的富氧气体。
4.根据权利要求3所述含钛高炉渣中钛组分磁化转化方法，其特征在于所述氧化性气体在管式炉中流速为0.5?1.0米/秒。
5.根据权利要求1所述含钛高炉渣中钛组分磁化转化方法，其特征在于步骤(4)所述煤气中各组分的体积百分比浓度分别为:CO 25-40%, H2 3-50%, CO2 4?10%，其余为N2。
6.根据权利要求1所述含钛高炉渣中钛组分磁化转化方法，其特征在于步骤(4)所述煤气在管式炉中流速为0.5-1.0米/秒。
【专利摘要】本发明公开了一种将含钛高炉渣中钛组分转化为可以通过磁选分离富集的钛铁矿物相的方法，其方法包括：第一步，将含钛高炉渣与绿矾在氧化性气氛中焙烧，使全部钛组分转化为无磁性的假板钛矿，得到一次转化渣；第二步，采用碳酸铵在水溶液中将一次转化渣中硫酸钙转化为碳酸钙，得到二次转化渣；第三步，将二次转化渣采用煤气还原，使假板钛矿转化为具有磁性的钛铁矿，得到三次转化渣。本发明反应条件温和，所得三次转化渣可以通过磁选分离富集钛铁矿，作为硫酸法钛白生产原料，磁选尾渣可以用作水泥添加剂，从而实现了含钛高炉渣的综合利用；同时还可以实现硫酸法钛白副产绿矾的综合利用。
【IPC分类】C21B3-04
【公开号】CN104745748
【申请号】CN201510097926
【发明人】李春, 张强, 梁斌, 吕莉
【申请人】四川大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月6日