一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法与流程

1.本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法。


背景技术：

2.对于含铬的钛铁矿类型的资源(例如含铬钛铁矿矿石、含铬钛粗精矿)，由于钛铁矿和铬铁矿的密度、比磁化系数、导电性等物化性质相差较小，直接采用常规物理选矿方法难以实现两者的有效分离，导致钛精矿产品中铬含量超标。
3.中国专利“一种含有钛铁矿和铬铁矿矿石的分离方法”，采用氧化焙烧
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干式中强磁选工艺，仅有实施例4提到将钛铁矿精矿中cr2o3含量降低至0.15％，其它实施例均未涉及钛铁矿精矿中cr2o3含量。中国专利“一种含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置及分选方法”，涉及用于焙烧的实验装置，焙烧矿经过干式中磁选(磁场强度为0.4t)，钛铁矿精矿中cr2o3含量为0.23％。中国专利“分选高铬钛铁矿的方法和系统”，通过采用流态化焙烧处理和磁选处理相结合的方式，获得的钛精矿中cr2o3含量不高于0.35％。
4.上述专利获得的钛铁矿精矿中，cr2o3杂质含量远高于0.10％。此外，上述专利涉及到的焙烧矿的干式磁选工艺，均直接采用干式中磁选工艺，经本发明人研究发现，会造成磁团聚和磁夹杂影响加剧，对降低钛精矿中cr2o3杂质含量带来不利影响。
5.钛精矿中cr2o3杂质含量大于0.3％时，将导致氯化钛白生产等后续深加工工艺难以有效开展。中华人民共和国有色金属行业标准ys/t351
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2015，亦明确规定了钛铁矿精矿产品中，cr2o3杂质含量不大于0.10％。为此，研发一种含铬钛铁矿提钛降杂生产高品质钛精矿的方法，具有十分重要的意义。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法，提高tio2品位，降低cr2o3等杂质含量。
7.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
8.一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法，包括下述的步骤：
9.将由含铬钛铁矿预富集得到的含铬钛粗精矿，在脱水后进行焙烧处理，得到焙烧矿；
10.将焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选和中磁磁选分段磁选工艺，得到tio2品位大于47％、cr2o3杂质含量不大于0.10％的钛精矿，所述弱磁磁选在0.05～0.20t的磁场强度下进行，所述中磁磁选在0.25～0.45t的磁场强度下进行。
11.进一步的，所述预富集获得的含铬钛粗精矿，tio2品位大于36％、cr2o3含量大于1％。
12.进一步的，所述脱水是将水分降低至12％以下。
13.进一步的，所述焙烧处理焙烧温度为600～800℃，焙烧时间为10～30min。
14.进一步的，所述弱磁磁选在0.08～0.15t的磁场强度下进行。
15.进一步的，所述弱磁磁选机转速为30～40rpm，中磁磁选机转速为35～65rpm。
16.进一步的，所述弱磁磁选选别次数为1次，中磁磁选选别次数为1～3次。
17.进一步的，采用所述方法tio2作业回收率达到85％以上。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
19.本发明针对含铬钛铁矿，例如含铬钛铁矿矿石(原砂)、含铬钛粗精矿(重砂、毛矿)，通过常规物理选矿的方法，使目的矿物(含钛矿物)得到预富集，然后采用焙烧、高效干式弱磁
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中磁分段磁选联合工艺，既能大大提高tio2品位，大幅度降低cr2o3等杂质含量，获得高品质的钛精矿产品，满足后续深加工的要求，亦能有效控制和降低成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是一个具体实施例的工艺流程图。
具体实施方式
22.为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
23.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。
24.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。
25.如图1所示在一个具体实施方式中，本发明由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法，包括预富集、脱水、焙烧、分段磁选联合工艺。
26.(1)常规物理选矿方法预富集：对含铬的钛铁矿矿石可以通过常规物理选矿方法预富集。例如将含铬钛铁矿矿石(原砂)，采用重选和/或弱磁、强磁等湿式工艺进行分选处理，预先抛除大部分的脉石矿物，使含钛矿物得到预先富集，得到含铬钛粗精矿(重砂、毛矿)。为后续焙烧
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磁选联合工艺提供原料的同时，也减少了焙烧物料量，有效控制和降低成本。
27.所述原矿矿石(原砂)中tio2品位大于1％(wt％)，cr2o3含量大于0.1％(wt％)。
28.所述常规物理选矿方法预富集，重选工艺采用螺旋溜槽完成，湿式弱磁磁选工艺，是在0.1～0.25t的磁场强度下进行，湿式强磁磁选工艺，是在0.3～1.0t磁场强度下进行。湿式弱磁磁选工艺与湿式强磁磁选工艺，选别次数均为1～2次。预富集工艺获得的含铬钛粗精矿(重砂矿、毛矿)，tio2品位大于36％、cr2o3含量大于1％。
29.(2)脱水处理：湿式工艺得到的含铬钛粗精矿，经过自然过滤或机械过滤，降低含铬钛粗精矿的水分。优选经过脱水处理，将水分降低至12％(wt％)以下。
30.(3)焙烧：将通过上述工艺得到的含铬钛粗精矿产品，采用回转窑、流态化床或沸
腾炉焙烧。所述焙烧处理，优选是在焙烧温度600～800℃、焙烧时间10～30min条件下完成的。焙烧矿循环水冷或自然冷却。
31.采用焙烧工艺处理，能够将弱磁性的钛铁矿转化为fetio3‑
fe2o3的m2o3型固溶体和金红石微晶，这种方式的矿相重构较大地提高了钛铁矿的比磁化系数，有利于钛铁矿与铬铁矿和非磁性的含sio2、al2o3、cao等硅酸盐矿物的磁选分离，达到提钛降铬除杂的目的。
32.(4)分段磁选：冷却后的焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选、中磁磁选分段磁选工艺，最大限度强化干式磁选分离效果，可获得tio2品位大于47％(wt％)、cr2o3杂质含量不大于0.10％(wt％)的高品质钛精矿，tio2作业回收率达到85％以上。
33.所述干式高效弱磁磁选工艺，是在0.05～0.20t的磁场强度下进行的，弱磁选机转速优选为30～40rpm。一般2000高斯(0.2t)以下称为弱磁，但是太低容易造成精矿产率过低，回收率过低。
34.所述干式高效中磁磁选工艺，是在0.25～0.45t的磁场强度下进行的，中磁选机转速优选为35～65rpm。中磁主要是为了保证tio2回收率。但如果中磁强度太高，铬含量要求得不到保证。
35.在上述转速范围内，转速相对高，减轻夹带影响，钛品位相对高些，铬含量相对低些，转速低，效果相反。
36.干式弱磁选工艺，选别次数优选为1次，干式中磁选工艺，选别次数优选为1～3次。
37.cr2o3杂质含量不大于0.10％，这对进入钛精矿的铬铁矿量有很高的要求，铬铁矿稍微进去的多一点铬含量就不达标，并且需要尽可能的减小和消除磁团聚和磁夹杂影响。弱磁选能够将一半以上的合格钛精矿选出，中磁选再将部分磁性较弱的钛精矿选出，这部分铬含量往往是超标的，弱磁和中磁产品混合后铬含量能够满足要求，也能够保障回收率。如果先直接用干式中磁选工艺，会造成磁团聚和磁夹杂影响加剧，对降低钛精矿中cr2o3杂质含量带来不利影响。
38.下面以实施例对本发明作进一步的说明。下述实施例为工业试验的结果，弱磁选设备采用干式永磁机，固定场强0.12t；中磁选设备采用干式永磁机，场强可调整；磁选设备处理量2.5
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4.0t/h。
39.实施例1
40.1)将tio2品位为3.35％、cr2o3含量为0.38％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为39.15％、cr2o3含量为3.78％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
41.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为660～770℃，焙烧时间为15min，自然冷却；
42.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.27t、磁选机转速为60rpm)，得到的钛铁矿精矿tio2品位为48.33％、cr2o3含量为0.092％，tio2作业回收率为86.23％。
43.实施例2
44.1)将tio2品位为4.34％、cr2o3含量为0.44％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为38.85％、cr2o3含量为4.04％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
45.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
46.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40t、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为47.65％、cr2o3含量为0.075％，tio2作业回收率达到85.22％。
47.实施例3
48.1)将tio2品位为1.96％、cr2o3含量为0.34％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为37.93％、cr2o3含量为3.83％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
49.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
50.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40t、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为47.43％、cr2o3含量为0.10％，tio2作业回收率达到85.87％。
51.实施例4
52.1)将tio2品位为3.81％、cr2o3含量为0.47％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为40.14％、cr2o3含量为4.05％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
53.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为660～770℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
54.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40t、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为49.12％、cr2o3含量为0.081％，tio2作业回收率达到85.29％。
55.实施例5
56.1)将tio2品位为2.47％、cr2o3含量为0.28％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为39.07％、cr2o3含量为4.57％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
57.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
58.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40t、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为48.28％、cr2o3含量为0.071％，tio2作业回收率达到85.06％。
59.实施例6
60.1)将tio2品位为4.25％、cr2o3含量为0.55％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为38.85％、cr2o3含量为4.72％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
61.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
62.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40t、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为47.65％、cr2o3含量为0.075％，tio2作业回收率达为85.77％。
63.实施例7
64.1)将tio2品位为2.77％、cr2o3含量为0.36％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，tio2品位为38.63％、cr2o3含量为4.51％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
65.2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为680～800℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
66.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40t、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为47.49％、cr2o3含量为0.042％，tio2作业回收率为85.46％。
67.对比例1
68.本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
69.3)冷却后的物料，经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.30t、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效中磁选精选(磁场强度为0.30t、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为48.42％、cr2o3含量为0.15％。
70.对比例2
71.本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
72.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选粗选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理。本对比例，精矿tio2品位和cr2o3含量均能满足要求，存在的问题是精矿回收率会低(tio2作业回收率小于55％)。
73.对比例3
74.本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
75.3)冷却后的物料，经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.3t、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理。本对比例，精矿tio2品位和cr2o3含量均能满足要求，但精矿回收率低(tio2作业回收率小于55％)。
76.对比例4
77.本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
78.3)冷却后的物料，经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.3t、磁选机转速为50rpm)磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为47.45％、cr2o3含量为0.17％。
79.对比例5
80.本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
81.3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12t、磁选机转速为
60rpm)磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿tio2品位为48.45％、cr2o3含量为0.047％，tio2作业回收率为52.33％。
82.上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。