本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種人造金紅石的制造方法，特別是一種將從釩鈦磁鐵礦中選出的巖礦型高鈣鎂鈦精礦加工成滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求的人造金紅石的制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)人造金紅石的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：ａ．對鈦精礦進(jìn)行氧化，然后再進(jìn)行還原焙燒，得到氧化－還原鈦精礦；ｂ．在惰性氣氛下對氧化－還原鈦精礦進(jìn)行機(jī)械活化，得到氧化－還原－機(jī)械活化鈦精礦；ｃ．常壓下用鹽酸浸出氧化－還原－機(jī)械活化鈦精礦；ｄ．過濾、洗滌；ｅ．烘干、煅燒。本發(fā)明專利技術(shù)的方法不需要經(jīng)過多步磁選步驟，而只需要增加機(jī)械活化即能獲得滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求的人造金紅石（ＴＦｅ≤１．５０％，ＭｇＯ＋ＣａＯ≤１．５０％）。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種人造金紅石的制造方法，特別是一種以巖礦型高鈣鎂鈦精礦為原 料制備滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求的人造金紅石的方法。
技術(shù)介紹
我國的鈦資源十分豐富，儲量居世界之首，但主要是鈦精礦資源，金紅石礦甚少。 在鈦精礦儲量中，原生巖礦占絕大部分(97%)，主要分布在四川、云南和河北等地。四川 攀西地區(qū)是一個超大型的釩鈦磁鐵巖礦儲藏區(qū)，鈦儲量占全國儲量的90. 54%,占世界儲量 35. 17%，已探明儲量占世界儲量的25%。釩鈦磁鐵礦是一種多元素的共生礦，它的組成隨 產(chǎn)地不同有一定差別，礦中含鐵(在礦中以鐵的氧化物形式存在)量一般在30-34%左右， 其主要用作提鐵、釩、鈦的原料。礦石經(jīng)過破碎和選礦獲得鐵(釩)精礦，選鐵的尾礦用于 回收鈦精礦精礦(以下簡稱為鈦精礦)，它是用作提取鈦產(chǎn)品的原料。從釩鐵磁鐵礦的選鐵尾礦中回收的攀西鈦精礦屬于原生鈦精礦，結(jié)構(gòu)致密，固溶 了鎂、鈣、錳、鋁和釩等氧化物雜質(zhì)。目前攀西鈦精礦的TiO2品位一般都在44-48%之間， 礦中鐵主要以FeO形式存在，非鐵雜質(zhì)含量高達(dá)10-15%，其中CaO+MgO總量為5_8%，Si02 含量為3-5%。如果采用電爐熔煉這種鈦精礦，獲得鈣鎂含量高的低品位鈦渣(TiO2含量 介于70-80%，CaO+MgO總量介于6_9% )；如果采用還原銹蝕法處理這種原生鈦精礦，也可 以獲得鈣鎂含量高和TiO2含量低的人造金紅石(TiO2含量在80%左右，CaO+MgO總量介于 6-9%)。以上生產(chǎn)的鈦渣和人造金紅石均無法滿足沸騰氯化法生產(chǎn)的要求。因為鈣鎂雜質(zhì) 在沸騰氯化時生成的CaCl2和MgCl2熔點較低而沸點較高，在沸騰氯化溫度下難以揮發(fā)，留 在爐內(nèi)呈熔融狀態(tài)，使?fàn)t料粘結(jié)，排渣困難，而且破壞沸騰狀態(tài)，使沸騰氯化難以進(jìn)行。對于這類巖礦型高鈣鎂鈦精礦，鹽酸法以浸出速度快、除雜能力強(qiáng)、鹽酸可實現(xiàn)循 環(huán)利用等優(yōu)點，被認(rèn)為是制取人造金紅石的最佳方法。若采用鹽酸直接浸出，常常需要在高 壓下反應(yīng)才能得到高品位的人造金紅石。若要在常壓下反應(yīng)得到滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求 的人造金紅石，就必須對鈦精礦進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理或者后續(xù)處理。在鈦精礦預(yù)處理方面，20世紀(jì)60年代，澳大利亞CSIRO針對風(fēng)化的鈦精礦 (TiO2 ^ 54% )成功研究出Becher法，此法采用廉價的褐煤為還原劑和燃料對鈦精礦進(jìn) 行強(qiáng)還原，隨后于氯化銨溶液中銹蝕，但要得到高品位的人造金紅石還需再增加酸浸工序 (Becher, R. G. ,Canning, R. G. , Goodheart, ΒΑ. ,Uusna, S. ,A new process for upgrading ilmenite mineral sands. Proceeding of theAustralasian Institute ofMining and Metallurgy, 1965，214 21-44)。20 世紀(jì) 70 年代，美國 Bnilite 公司在美國專利 US 3967954 中公布的BCA法采用硫磺和重油為還原劑和燃料對鈦精礦砂礦(Ti0254% -65% )進(jìn)行弱 還原，但在鹽酸浸出過程中礦物中的TiO2被部分溶解而后水解從而使產(chǎn)品出現(xiàn)細(xì)化，導(dǎo)致 過濾困難。而后，在BCA法的基礎(chǔ)上澳大利亞Austpac資源公司和加拿大Tiomin資源公司 分別以低品位砂礦為原料，成功開發(fā)出采用氧化-還原對鈦精礦進(jìn)行預(yù)處理的ERMS/EARS 法和TSR法，所得人造金紅石基本保持了原礦粒度，解決了由于礦物中的TiO2被部分溶解而后水解導(dǎo)致的人造金紅石產(chǎn)品過濾困難問題。另外，研究還表明還原焙燒之前的氧化 處理不僅能顯著降低還原溫度，提高還原程度以及還原速率(Vi jay，P. L.，Venugopalan, R. ， Sathiyamoorthy, D. ， Preoxidation and hydrogen reduction of ilmenite in a fluidized bed reactor. Metallurgical and MaterialsTransactions B,1996,27: 731-738)，而且還使鈦精礦中的鈦被金紅石化從而具有酸不溶性，降低了 TiO2在鹽酸溶液 中的浸出率，從而避免固液分離的困難(Walpole，Ε. Α.，Winter, J. D.，The AustpacERMS and EARS Processes for the Manufacture of High-Grade Rutile by the Hydrochloric AcidLeaching of Ilmenite. Chloride Metallury 2002-International Conference on the Practice and Theory ofChloride/Metal Interaction, Montreal, October 2002)。我國則主要是對巖礦型高鈣鎂攀西鈦精礦精礦進(jìn)行了研究。20世紀(jì)80年代長沙 礦冶研究院(陳正學(xué)，葉彥，胡國英，提高人造金紅石品位的研究.礦冶工程，1983，3 (3) 27-29)將攀西鈦精礦經(jīng)歷弱氧化、鹽酸流態(tài)化浸出法、浸出渣煅燒步驟，得到了含TiO2介于 84-88%之間的人造金紅石(其CaO+MgO總量約5%，無法滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求)，該人 造金紅石需經(jīng)磁選去除脈石后TiO2含量可提高到91%以上。中國專利CN 101244841A將 攀西鈦精礦精礦分別經(jīng)歷了氧化、還原焙燒、磁選、鹽酸浸出、浸出渣煅燒和磁選步驟，最終 獲得含Ti0290%以上并滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求的人造金紅石。公開號為CN1923703A的 中國專利將攀西鈦精礦精礦經(jīng)歷還原、銹蝕、鹽酸浸出和浸出渣煅燒，但所得產(chǎn)品品位不高 (TiO2 <88% )0盡管中國專利CN 101177297A采用機(jī)械活化對攀西鈦精礦精礦進(jìn)行強(qiáng)化 浸出，在最佳條件下得到TiO2含量為92%左右，CaO+MgO總量為0. 30%左右的人造金紅石， 但Fe2O3含量較高，無法滿足沸騰氯化法生產(chǎn)的要求。綜上所述，目前針對鈦精礦砂礦的預(yù)處理方法中，氧化還原處理可促進(jìn)鹽酸浸出 過程中鐵的有效去除，但對于巖礦型高鈣鎂鈦精礦，通常還需要增加多步磁選才能獲得滿 足沸騰氯化法生產(chǎn)要求的人造金紅石，但在磁選過程中由于存在人造金紅石和脈石礦物連 生等現(xiàn)象，部分人造金紅石同脈石一起被去除，因此多步磁選必然將導(dǎo)致鈦回收率偏低。因而長期以來，本領(lǐng)域的技術(shù)人員總是找不到一個有效生產(chǎn)滿足沸騰氯化法生產(chǎn) 要求的人造金紅石的并有利于工業(yè)化生產(chǎn)的工藝，雜質(zhì)含量偏高從而導(dǎo)致TiO2品位偏低， 而如何通過有效的工藝條件，控制人造金紅石中雜質(zhì)的含量(尤其是鈣鎂雜質(zhì)含量)，仍是 本領(lǐng)域所待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一套完整的可以有效地運用工業(yè)化生產(chǎn)中的人造金紅石制備方法，該 方法以巖礦型高鈣鎂鈦精礦為原料，不需增加磁選步驟，并通過本專利技術(shù)的工藝步驟，即可獲 得滿足沸騰氯化法生產(chǎn)要求的人造金紅石(TFe ( 1. 50%,Mg0+Ca0 ( 1. 50% )。本專利技術(shù)人造金紅石的生產(chǎn)方法，工藝步驟依次如下a、對鈦精礦進(jìn)行本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種以巖礦型高鈣鎂鈦精礦為原料制造人造金紅石的方法，其特征在于，包括如下步驟：ａ．對鈦精礦進(jìn)行氧化，氧化處理溫度為８００～１０００℃，氧化時間為１５～６０ｍｉｎ；然后再進(jìn)行還原焙燒，還原焙燒溫度為７００～８００℃，還原焙燒時間為２０～６０ｍｉｎ，得到氧化－還原鈦精礦；ｂ．在惰性氣氛下對氧化－還原鈦精礦進(jìn)行機(jī)械活化，機(jī)械活化球料比即磨球與氧化還原鈦精礦的質(zhì)量比為１０～２０∶１，轉(zhuǎn)速為３００～４００ｒｐｍ，球磨時間為１～２ｈ，得到氧化－還原－機(jī)械活化鈦精礦；ｃ．常壓下用鹽酸浸出氧化－還原－機(jī)械活化鈦精礦，鹽酸為質(zhì)量百分比濃度為１８～２２ｗｔ．％的鹽酸，浸出液的液固比即鹽酸體積與氧化還原－機(jī)械活化鈦精礦的質(zhì)量比為３．５～５∶１ｍＬ／ｇ；鹽酸浸出溫度為１００～１０８℃，浸出時間為８～１０ｈ；ｄ．過濾，過濾后采用兩段洗滌至中性，兩段洗滌的洗滌液依次為溫度為不低于９０℃的１．５～２．５ｗｔ．％鹽酸和自來水；ｅ．烘干后煅燒，煅燒溫度為８００～１０００℃，煅燒時間為１～２ｈ；
【技術(shù)特征摘要】
一種以巖礦型高鈣鎂鈦精礦為原料制造人造金紅石的方法，其特征在于，包括如下步驟a.對鈦精礦進(jìn)行氧化，氧化處理溫度為800～1000℃，氧化時間為15～60min；然后再進(jìn)行還原焙燒，還原焙燒溫度為700～800℃，還原焙燒時間為20～60min，得到氧化 還原鈦精礦；b.在惰性氣氛下對氧化 還原鈦精礦進(jìn)行機(jī)械活化，機(jī)械活化球料比即磨球與氧化還原鈦精礦的質(zhì)量比為10～20∶1，轉(zhuǎn)速為300～400rpm，球磨時間為1～2h，得到氧化 還原 機(jī)械活化鈦精礦；c.常壓下用鹽酸浸出氧化 還原 機(jī)械活化鈦精礦，鹽酸為質(zhì)量百分比濃度為18～22wt.％的鹽酸，浸出液的液固比即鹽酸體積與氧化還原 機(jī)械活化鈦精礦的質(zhì)量比為3.5～5∶1mL/g；鹽酸浸出溫度為100～108℃，浸出時間為8～10h；d.過濾，過濾后采用兩段洗滌至中性，兩段洗滌的洗滌液依次為溫度為不低于90℃的1.5～2.5wt.％鹽酸和自...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡慧萍，張黎，陳啟元，譚軍，
申請(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。