一种高钙镁钛精矿制取初级富钛料的方法

摘要

本发明涉及一种高钙镁钛精矿制取初级富钛料的方法，将品位45.00～50.00％的钛精矿磨细至粒度小于0.074mm的占60～80重量％，加入钛精矿重量的8～20％水、3～5％的粘结剂硅酸钠、10～20％焦碳、1～5％添加剂硫酸钠、1～3％添加剂铁粉、3～5％添加剂氯化钾，制成直径为10～15mm复合球团，再经微波干燥，微波加热还原，选矿分离，制取品位达60％～70％的初级富钛料。由于钛精矿属于强吸波体，微波加热升温速度快，有利于提高生产效率，采用复合添加剂，还原温度降低80℃～120℃、初级富钛料钙镁等杂质酸溶性好，初级富钛料品位高。

说明书

(一)技术领域：冶金技术领域

(二)背景技术

公知的钛精矿制取初级富钛料和铁粉的生产方法主要有电炉熔炼法、等离子熔炼法、选择氯化法和其它热还原法、部分还原-盐酸浸出法和部分还原-硫酸浸出法(总称酸浸法)、还原锈蚀法和全还原-HCl浸出法及还原磨选法等。1980年北京有色金属研究总院等单位以攀枝花钛铁矿为原料进行了人造金红石的试验，该方法利用钛铁矿中各组分在氯化过程中热力学的差异，控制适当配碳量，在900℃～1000℃条件下有选择地将杂质氯化，而钛不被氯化，并根据氯化物的物理、化学特性使之分离，以达到富集TiO₂的目的，该方法制得的人造金红石品位为83％，而钙、镁含量较高，要进一步降低杂质含量，技术难度较大，经济上不合理，氯化时伴有大量的氯化铁和其它副产物存在，同时难以解决氯化钙和氯化镁在底部富集凝结而使氯化无法进行；梁经冬所著的《浮选理论与选冶实践》P377-394(冶金工业出版社，1995.10)，公开了一种“制取酸溶性富钛料和优质铁粉的新工艺——还原磨选法”。该方法直接还原时隧道窑的还原温度为1280～1320℃，所得产品富钛料酸溶性好，适于作为硫酸法钛白的原料；1999年中南大学开发了钛铁矿高档化的生产工艺，生产出的富钛料品位较高，并可进一步升级脱除钙、镁等杂质，从而达到人造金红石的等级，该工艺关键在于能在还原过程中使铁晶粒长大，通过磨选工艺使钛铁矿中的铁成为高附加值的铁粉，该路线要解决回转窑频繁结圈、大幅度提高磨选的收率、以及粒度是否满足氯化钛白的要求等问题(马勇，人造金红石生产路线的探讨，钛工业进展，2003.3)。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种高钙镁钛精矿制取初级富钛料的方法，将品位45.00～50.00％的钛精矿磨细后加入水、粘结剂、焦碳、复合添加剂，制成复合球团，再经微波干燥、微波加热还原、选矿分离制取初级富钛料。

发明按以下步骤完成：

1、复合球团的制备：钛精矿经磨矿至粒度小于0.074mm的占60～80重量％，加入钛精矿重量的8％～20％水、3～5％的粘结剂硅酸钠、10～20％焦碳、1～5％添加剂硫酸钠、1～3％添加剂铁粉、3～5％添加剂氯化钾，制成直径为10～15mm复合球团；

2、复合球团经微波干燥，干燥温度为200-300℃，干燥时间为3～15min，干燥至复合球团水分含量低于5重量％；

3、将微波干燥后的球团置于微波炉中进行还原，还原时工艺参数为：外加焦碳占钛精矿的重量40～80％，球团还原温度为1150～1200℃，还原时间为90～120min；

4、将还原后球团进行湿式球磨至粒度为0.074mm占70～85重量％，先进行磁选分离，得到磁性物铁粉和非磁性物，非磁性物再进行重选，重选后得到初级富钛料及碳。初级富钛料成分TiO₂ 60-70％，TFe 15-17.5％，SiO₂ 4-6％，Al₂O₃ 1-1.5％，CaO+MgO 7-11％，产率为65％以上，碳返回造球工艺段。

本发明与现有的技术相比所具有的优点：微波加热属体积加热，具有内部加热、加热速度快等特点，钛精矿属于强吸波体，升温速度快，有利于提高生产效率；和公知的单一添加剂(Na₂SO₄、NaCl、Na₂CO₃)相比，还原温度降低80℃～120℃，初级富钛料钙镁等杂质酸溶性好；初级富钛料品位可以达到60％～70％。

(四)附图说明：图1是本发明的工艺流程图。

(五)具体实施方式

实施例一

攀西某地区钛精矿成分为TFe32.18％、TiO₂48.84％、CaO1.56％、MgO5.56％、SiO₂5.6％，磨矿至粒度小于0.074mm的占60重量％，加入钛精矿重量的16％水、5％的粘结剂硅酸钠、10％焦碳、2％添加剂硫酸钠、3％添加剂铁粉、3％添加剂氯化钾，制成直径为10～15mm复合球团；球团进行微波干燥，微波干燥的功率750W，干燥温度为200℃，干燥时间为12min，干燥至复合球团水分含量低于5重量％；将微波干燥后的球团置于微波炉中进行还原，外加焦碳占钛精矿重量的40％；球团还原温度为1150℃；还原时间为90min；还原后球团进行湿式球磨至矿粒度为0.074mm重量占70％，经磁选分离得到铁粉和非磁性物，非磁性物经重选得到初级富钛料和碳，碳返回造球工序段。磁选时非磁性物产率为65％。所得到初级富钛料品位为67.84％。

实施例二

攀西某地区钛精矿成分为Tfe34.18％、TiO₂46.42％、CaO2.28％、MgO5.86％、SiO₂4.6％，进行磨矿至粒度小于0.074mm的占80重量％，加入钛精矿重量的20％水、3％的硅酸钠、18％焦碳、4％硫酸钠、1％铁粉、5％氯化钾，制成直径为10～15mm复合球团；球团进行微波干燥，微波干燥的功率1000W，干燥温度为300℃，干燥时间为3min，将微波干燥后的球团置于微波炉中进行还原，外加焦碳占钛精矿重量的60％，球团还原温度为1120℃，还原时间为120min，还原后球团进行湿式球磨，磨至粒度为0.074mm占85重量％，经磁选分离得到铁粉和非磁性物，非磁性物经重选得到初级富钛料和碳，碳返回造球工序段。磁选时非磁性物产率为62％，所得到初级富钛料品位为69.12％。