CN101115853A - 难熔炼钛矿的预处理 - Google Patents

难熔炼钛矿的预处理 Download PDF

Info

Publication number
CN101115853A
CN101115853A CNA200580047902XA CN200580047902A CN101115853A CN 101115853 A CN101115853 A CN 101115853A CN A200580047902X A CNA200580047902X A CN A200580047902XA CN 200580047902 A CN200580047902 A CN 200580047902A CN 101115853 A CN101115853 A CN 101115853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
titanium
mixture
ore
concentrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200580047902XA
Other languages
English (en)
Inventor
D·E·费哈尔斯特
B·J·萨巴基
J·S·朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Altairnano Inc
Original Assignee
Altair Nanomaterials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altair Nanomaterials Inc filed Critical Altair Nanomaterials Inc
Publication of CN101115853A publication Critical patent/CN101115853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/003—Titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • C01G23/0536—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing chloride-containing salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1204—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent
    • C22B34/1209—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent by dry processes, e.g. with selective chlorination of iron or with formation of a titanium bearing slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1236—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching
    • C22B34/124—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors
    • C22B34/1245—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors containing a halogen ion as active agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

提高钛在氧化的钛化合物、钛矿、精矿或其混合物中的溶解度的方法。所述方法包括：将铁化合物加入钛矿、精矿并混合形成混合物；将所得混合物在受控气氛下加热一段时间以形成铁－钛化合物；冷却并碾磨所得铁－钛化合物以形成粉末。粉末中钛在浓盐酸中的溶解度大于钛矿或精矿中钛在浓盐酸中的溶解度。

Description

难熔炼钛矿的预处理
[0001]本申请要求2004年12月10日提交的U.S.S.N.60/635,284的优先权，其通过引用结合于本文中。
[0002]本发明涉及将钛矿或其精矿加工成二氧化钛或钛金属的方法。具体地讲，所述方法涉及使得某些难熔炼矿可被浸出或溶解的新预处理步骤。
背景
[0003]US 6,375,923公开了从钛矿制备二氧化钛颜料的方法。所述方法特别适合未变化钛铁矿的处理。未变化钛铁矿FeO·TiO2可溶解于高浓度盐酸中且经溶解、溶剂萃取和水解后可回收纯化的钛化合物。
[0004]然而天然，钛帖矿通常是已变化的或“风蚀的”。这种矿中，氧化铁已部分转化成铁且原钛铁矿中的一些TiO2已转化成金红石、白钛石或另一不溶或部分溶解形式。可按照US 6,375,923中公开的方法，通过将中等风蚀矿溶解于浓盐酸中来对其进行处理，但随着风蚀或变化量提高，浸提操作的效率下降，留在矿渣中的TiO2量增加，所述方法变得不经济。
概述
[0005]目前已发现：可能使风蚀钛铁矿，或总的来说，不能以良好效率浸出或溶解的钛矿经过简单预处理步骤，提高溶液中TiO2的回收率并明显改善浸出或溶解工艺的经济性。采用这种简单预处理步骤可经济地对含有TiO2的矿(不仅钛铁矿，还有锐钛矿、金红石、白钛石等含有大量TiO2的矿)或其它不可溶氧化钛化合物进行处理。所述简单预处理步骤也特别适合于对从石油砂沉积物的矿物相产生的重精矿的处理。
[0006]在本发明中将在浓盐酸中溶解度低的钛矿称为难熔炼矿。将难熔炼钛矿与一种或多种铁化合物混合并加热到所述铁化合物与所述不溶性钛化合物之间发生反应的温度以制备可溶性钛化合物。
[0007]优选所述铁化合物包括铁氧化物、铁金属或混合物。需要的铁金属和铁氧化物量取决于矿中的TiO2量、二价铁和三价铁氧化物量及矿中有机物含量和热处理条件等其它因素。通常在炉中受控气氛下进行加热。选择和/或调整加入的铁化合物和气氛含量以产生在强氧化和强还原条件之间的中间条件。如果条件的氧化性或还原性太强，则处理后Ti在强酸中的溶解度会降低而不是提高。
[0008]这些加入物通过所含铁和氧的量表征。铁和氧的量可在较大范围变化。优选铁和氧的量将等于矿中存在的非钛铁矿TiO2的量。如果矿中存在Fe2O3或其它氧化性氧化物，应将加入物中氧量减少。如果存在大量有机化合物，应将氧量增加。
[0009]应在适当高温下进行预处理步骤以确保良好的反应动力学。然而如果温度太高，将发生大量烧结且在进一步加工前所得产物可能需要被碾碎和磨碾。
附图简述
[0010]图1-3显示了在不同温度和氧化电势条件下稳定的不同铁和钛化合物的量。
[0011]图4是本发明方法优选实施方案的流程图。
[0012]图5显示了已将铁粉和铁氧化物混合物加入其中的钛精矿在所得混合物加热前的X-射线衍射图。
[0013]图6显示了将图5的混合物加热并反应到1050℃3小时后的X-射线衍射图。
详述
[0014]难熔炼二氧化钛精矿经过图4中显示的以下工序。
[0015]将钛矿或其精矿与选自铁氧化物、铁金属或铁氧化物与铁金属混合物的铁化合物混合。铁氧化物可为Fe2O3、FeO、Fe3O4或任何中间氧化物。所述铁氧化物可为氧化铁矿。氧化铁矿的实例有赤铁矿、磁铁矿、方铁矿、黄钾铁矾和针铁矿。所述铁氧化物也可从炼钢形成的氧化层，所谓的铁鳞获得。铁金属可为粉末或粗料。优选粒径小(＜1mm)的铁化合物，因为它使得不同组分接触良好。可以任何方式进行混合工序。混合工序10还可与粉碎、粒化或造粒工序结合以使得混合物达到下一操作步骤所需的物理条件。
[0016]所需铁化合物量的初步估计是根据矿中TiO2和添加剂中FeO之间的化学反应：
TiO2+FeO→FeO·TiO2(钛铁矿)
[0017]可直接加入FeO或可通过将铁金属和铁氧化物以一定方式混合获得等量的FeO，使得该混合物中铁/氧摩尔比等于1。
[0018]实际上，许多因素影响将采用的铁化合物量：如果矿中的TiO2部分以铁-钛氧化物存在(例如钛铁矿、白钛石或铁板钛矿)，则所需铁氧化物量将减少。如果矿中已经含有铁氧化物矿，则添加剂中所需铁氧化物量将减少。如果矿中含有黄铁矿或其它硫化物等具有化学还原作用的组分或有机化合物(例如从石油砂获得的精矿中的油渣)，则铁与氧之比应减小。如果精确知道矿中氧化或还原化合物和铁化合物的总量和活性，可根据氧化和还原反应的化学计量计算所需铁化合物量。然而，实际上通常不是这种情况，铁化合物的最佳量可能必须通过反复试验确定。总的来说，加入的FeO量为精矿量的5-50％重量。
[0019]将10的混合物加热20到300℃-1200℃。在此温度范围内，铁化合物与钛化合物反应产生铁-钛化合物。可通过本领域技术人员已知的合适方式完成加热20。可在直接或间接加热炉或窖中完成加热20。如果该炉是直接加热的，必须保持中性气氛。可有利地采用旋转窖来确保粉末进料的良好均匀性并产生可直接用于下一步骤的粒状产物。
[0020]如果温度太低，反应动力学将太慢。如果温度为所示范围的上限，混合物发生烧结且产物会形成固体块，所述固体块不能方便地从炉中取出且将需要另外的加工步骤来制备适合浸出/溶解工序的进料。总的来说，优选约900℃-约1100℃的温度范围。
[0021]将混合物保持在一定温度10min-8h。然而总的来说，2h足够确保良好反应。
[0022]对于由石油砂制备的精矿，优选温度为约1050℃±30℃。如果混合物是从石油砂精矿制备的，可利用加热步骤同时将有机残渣从精矿除去。
[0023]不局限于任何理论，以下热力学计算可说明本发明的某些特征。所有计算都以许多简化假设为基础。主要假设是达到热力学平衡，即没有动力学限定。计算中的另一假设是固相互溶且各组分表现为理想固体溶液。
[0024]可从文献中得到钛和铁氧化物及大量钛-铁氧化物的热力学平衡数据。钛-铁氧化物的实例有FeO·TiO2(钛铁矿)、Fe2O3·TiO2(铁板钛矿)、Fe2O3·3TiO2(假金红石)和2FeO·TiO2(钛尖晶石)。
[0025]采用商品程序HSC(售自Outokumpu Research，Pori，Finland)计算得到下面显示的反应数据，从HSC程序得到图1-3的平衡图。
氧化反应
[0026]反应
2FeO·TiO2+1/2O2→Fe2O3·TiO2+TiO2    (1)
在500℃和1000℃的标准反应自由能ΔG分别为-146kJ/mol和-96kJ/mol。因此在约300℃-约1200℃进行反应有利于反应的完成。
还原
[0027]反应
Fe2O3·TiO2+H2→2FeO+TiO2+H2O    (2)
在500℃和1000℃的标准反应自由能ΔG分别为-17kJ/mol和-45kJ/mol。同样在约500℃-约2000℃进行反应有利于反应的完成。
钛铁矿的形成
Fe+Fe2O3+3TiO2→3FeO·TiO2       (3)
和
FeO+TiO2→FeO·TiO2              (4)
[0028]反应(3)在500℃和1000℃的标准反应自由能分别为-87kJ/mol和-104kJ/mol。反应(4)在500℃和1000℃的标准反应自由能分别为-21kJ/mol和-18kJ/mol。两个反应都能完全向右边进行。
[0029]而在氧或氢下处理将形成一些TiO2，用FeO或等量的Fe和Fe2O3处理，而不加入气相，在平衡时将不溶性TiO2转变成可溶性钛铁矿。
[0030]通过计算不同氧化水平下FeO和TiO2混合物的平衡状态来以更概括的方式描述包括的现象。将计算结果显示于图1、2和3中。假设1mol FeO和1mol TiO2在不同温度下、在不同氧化电势气氛(用CO/CO2比表征)下达到平衡。该假设还包括各氧化物彼此理想相容。
[0031]图1显示：还原条件下(气相中CO/CO2平衡比为1000)，平衡下存在的化合物主要为TiO2和Fe，还有少量钛铁矿(在较低温度下)和其他钛氧化物的混合物(在较高温度下)。
[0032]图2显示：当条件变得氧化性更强时，(CO/CO2＝10)，铁金属不再稳定，而达到800℃时钛铁矿为主要稳定物。还存在化合物2FeO·TiO2(钛尖晶石)。即使在较高温度下，钛铁矿和钛尖晶石一起将包含体系中的大部分钛。
[0033]图3显示了与图1和2相同的体系中的平衡物质，但其中气相由空气组成，TiO2和Fe2O3是主要物质，同时存在较少量Fe2TiO5(也可将其写成Fe2O3·TiO2)。
[0034]图1、2和3一起表明：尽管在还原和氧化条件下TiO2和FeO混合物保持大部分钛为TiO2，但存在一个中间氧电势或CO/CO2比，其中钛铁矿和钛尖晶石为平衡时的主要化合物。
[0035]高温下处理后，使混合物在中性气氛中冷却30。如果存在空气，冷却30过程中发生氧化并可形成氧化的Fe-Ti氧化物，这将减小Ti在盐酸溶液中的溶解度。
[0036]将在浸出或溶解工序中对本发明产物进一步加工。因此，希望产物具有较小粒径。希望颗粒的尺寸小于1mm，且更希望小于0.3mm。例如，如果高温处理过程中发生烧结，应将步骤3的产物磨碾。磨碾40可通过任何方式进行。可采用球磨机或锤磨机。如果步骤3中产生的颗粒大于1mm但孔隙度高，则可能不需研磨。
[0037]本发明另一实施方案中，可通过气相进行氧化电势调整，而不要求铁为某一特定形态。参考图1、2和3，可以看出：如果在CO/CO2比为10的气相存在下将含有TiO2和铁氧化物的混合物放入，平衡时将形成钛铁矿(FeO·TiO2)和钛尖晶石(2FeO·SiO2)相。按照这个原则，可能溶解来自含有任何铁氧化物的氧化矿的Ti而不需加入其他化合物。如果钛精矿中的铁量太少，可加入一些铁矿。如果可避免使用铁金属或大量铁氧化物，则将大大降低铁化合物的成本。
[0038]加入难熔炼钛矿的铁氧化物可为硫化铁，如黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿或其混合物。硫化铁将为反应提供铁，但具有还原作用。热处理过程将空气或别的氧化气体引入以将氧电势提高到所需水平。某些钛矿含有硫化铁。这种情况下，可能不需要添加物而仅需加入氧化气体来将氧电势提高到所需水平。
[0039]到此为止本发明方法的描述针对钛矿。本发明方法还可有利地用于处理其他氧化的含钛化合物，即其中钛以氧化物存在的化合物。也可将其用于处理精炼钛矿或分离矿中所含矿物(如金红石、白钛石和钛铁矿)过程中形成的中间产物。这种中间产物的实例有干磨工序的中矿或初步浸提工序的残渣。
实施例
[0040]以下是小规模试验的说明，其中将TiO2混合物或钛精矿与铁粉、三价铁或二价铁氧化物混合，然后在不同条件下焙烧。
[0041]该试验采用试剂级Fe粉和Fe2O3，加入含有约30％TiO2的精矿样品中。
[0042]表1显示了采用的重精矿和铁氧化物的不同比例。该表还显示了在这些样品上进行的浸提试验的结果。在下节对浸提试验进行表述。
[0043]试验1中，不进行预处理。试验2中，在氩流下将500g精矿加热到500℃约5h。在与试验2相同的条件下进行试验3，所不同的是将温度提高到900℃且氩气流被氢气流代替。
[0044]对于试验4-13，使试剂级铁和铁氧化物粉末与约500g从石油砂尾矿获得的重精矿混合。
[0045]试验4在隔焰炉中、在空气气氛下进行约5h。在球磨机中将样品混合5分钟，然后放入圆筒形Al2O3坩埚中(假设砂中的油含量会维持非氧化气氛)。在球磨机将样品产物研磨30分钟。
[0046]试验5的实验方法与实施4类似。在球磨机中将样品混合，然后在隔焰炉中焙烧。同样在球磨机将所得样品研磨30分钟。
[0047]试验6、7和8中，将500g重精矿与不同量的试剂级Fe粉和Fe2O3结合并在850℃的炉中焙烧。将铁和Fe2O3的量列于表1中。试验7有仅与Fe粉混合的精矿，而试验8由仅与Fe2O3混合的精矿组成。试验6由加入Fe和Fe2O3的精砂组成。在球磨机中将各样品混合10分钟并焙烧约5hr。焙烧后，采用球磨机将所有样品研磨并在10gal Pfaudler反应器中浸提。
[0048]试验9、10和11的样品结合了500g精矿和加入的Fe粉和Fe2O3，在1050℃焙烧约5hr。试验12与9相同，所不同的是将温度升到1150℃。
[0049]试验12结合了500g精矿和加入的Fe粉和Fe2O3。手工将样品混合。将混合物在1142℃的炉中焙烧4hr。反应后产物烧结成了多孔块。采用杵和臼及环与球磨机将其研磨。
[0050]对于试验13，通过将143g Fe和357g Fe2O3混合来合成FeO并在密闭坩埚中在950℃下焙烧4hr。采用杵和臼将FeO研磨并用No.40筛来筛分。然后将166g FeO加入500g精矿。手工将样品混合并在1050℃焙烧5hr。采用杵和臼将产物研磨并用No.40筛来筛分(＜425μm)。
[0051]混合物在焙烧前的X-射线衍射图显示了对应赤铁矿、硅石和氧化锆的峰。有时可以看到对应金红石的小峰。看不到钛铁矿。焙烧后，赤铁矿峰消失而出现钛铁矿峰。图5对应试验5、6和10的进料混合物。图6对应试验10的产物，即它显示了图5的物质在1050℃加工后的情况。该图片显示了清晰的钛铁矿峰，所述峰没有在图5中出现，而图5中存在的赤铁矿峰消失。
[0052]为了证明焙烧工序使得矿中的钛更可溶且可被浸出，按照如下对所得产物进行处理：
[0053]将20升浓盐酸溶液(35％重量HCl)喂入10加仑搅拌的搪瓷Pfaudler反应器。将上节试验1-13各产物分别独立加入反应器中。将反应器密闭并使得热水通过反应器夹套来将容纳物升到80℃。在反应器中建立约30psig的压力。每小时从反应器中取出样品并对钛和铁进行分析。反应5h后，通过使冷水通过夹套来冷却反应器。将反应器排空；通过过滤、洗涤和干燥回收固体。测量产物溶液的体积并取出样品进行分析。建立Ti、Fe和主要杂质的物料平衡并计算溶解于各试验中的Ti和Fe的量(表示为进料量的％)。将各试验的结果列出于表1中。
表1
    试验 预处理条件   溶液中的Ti％   溶液中的Fe％
    1 无预处理   18   43
    2 在Ar下加热到500℃   19   58
    3 在氢下加热到900℃   4   85
    4 加入25％Fe2O3、3.5％Fe，在Ar下加热到988℃     50     93
    5 加入37％Fe2O3、13％Fe，在Ar下加热到950℃     52     96
    6 加入37％Fe2O3、13％Fe，在密闭坩埚中加热到850℃     47     97
    7 加入13％Fe，在密闭坩埚中加热到850℃     32     92
    8 加入37％Fe2O3，在密闭坩埚中加热到850℃     37     95
    9 加入25％Fe2O3、9％Fe，在密闭坩埚中加热到1050℃     71     94
    10 加入37％Fe2O3、13％Fe，在密闭坩埚中加热到1050℃     79     98
    11 加入55％Fe2O3、19％Fe，在密闭坩埚中加热到1050℃     82     99
    12 加入25％Fe2O3、9％Fe，在密闭坩埚中加热到1150℃     60     89
    13 加入33％FeO，在密闭坩埚中加热到1050℃     68     90
[0054]试验1给出了参比点。它显示仅18％Ti和43％Fe从提供的精矿中溶解出来。试验2显示在氩下加热对结果仅产生很小影响。试验3对应还原条件，还原剂为氢气。该试验显示Ti溶解度下降而Fe溶解度提高。这些结果符合反应(2)的机理：还原产生了非常易溶的铁氧化物和不可溶的TiO2。
[0055]采用铁和/或铁氧化物添加剂进行的试验的结果表明：在1050℃Fe2O3和Fe添加物最多的情况下Ti最完全溶解。试验9和13对比表明加入FeO也是有效的，尽管溶液中的Ti量稍低于加入的相同量铁(Fe2O3+Fe)得到的值。对于工业加工，必须考虑试剂和预处理步骤的成本，且最经济条件可能不是溶液产生最高比例Ti的条件。
[0056]除了加入Fe和铁氧化物外，可采用其他方法来调整精矿的氧化水平和将铁氧化物-钛氧化物混合物全部或部分转变成可溶性钛-铁氧化物并提高Ti在精矿中溶解度。例如可使用CO和CO2混合物、H2和H2O混合物，或燃料在较还原条件中燃烧产生的气体。温度将为500-1200℃。可采用类似于图1-3中列出的热力学计算来确定需要的条件。
[0057]尽管已经对目前认为是本发明优选实施方案的内容进行描述，本领域中技术人员将认识到可对其进行改变和改进而不违背本发明精神。本发明要求保护属于本发明范围的所有这些变化和改进。

Claims (17)

1.一种氧化的钛化合物、钛矿、精矿或其混合物的预处理方法，所述方法包括：
a.将铁化合物加入氧化的钛化合物、钛矿、精矿或其混合物并混合形成混合物；
b.将所得混合物在受控气氛下加热一段时间以形成铁-钛化合物；
c.冷却所得铁-钛化合物；和
d.碾磨所得铁-钛化合物以产生适合溶解于盐酸中的粉末。
2.权利要求1的方法，其中所述钛矿或精矿包含选自如下的化合物：金红石、锐钛矿、白钛石、板钛矿、铁板钛矿、假金红石及其混合物。
3.权利要求1的方法，其中所述铁化合物为金属铁。
4.权利要求1的方法，其中所述铁化合物为二价铁氧化物。
5.权利要求1的方法，其中所述铁化合物选自铁粉、二价铁氧化物、三价铁氧化物及其混合物。
6.权利要求4的方法，其中加入二价铁氧化物的量为矿中存在的游离TiO2量的化学计算当量，根据反应FeO+TiO2＝FeO·TiO2计算。
7.权利要求1的方法，其中所述铁化合物为二价铁和铁粉的混合物。
8.权利要求1的方法，其中所述铁化合物为硫化铁。
9.权利要求1-8中任一项的方法，其中所述铁化合物是铁粉和二价铁氧化物的混合物，其量为矿中存在的游离TiO2量的化学计算当量，根据反应Fe+Fe2O3+3TiO2＝3FeO·TiO2计算。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述加热在500℃-1200℃下进行。
11.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述加热在1000℃-1100℃下进行。
12.权利要求1-11中任一项的方法，其中所述加热在中性气氛下进行。
13.权利要求1-12中任一项的方法，其中考虑矿中油残渣的还原效应来调整铁化合物的量。
14.权利要求1-13中任一项的方法，其中通过使CO和CO2通过固体混合物来控制所述气氛。
15.权利要求1-13中任一项的方法，其中通过使H2和H2O通过固体混合物来控制所述气氛。
16.权利要求1-15中任一项的方法，其中粉末中钛在浓盐酸中的溶解度为钛矿或精矿中钛在浓盐酸中的溶解度的至少1.5倍。
17.一种按照权利要求1-16中任一项制备的合成化合物。
CNA200580047902XA 2004-12-10 2005-12-09 难熔炼钛矿的预处理 Pending CN101115853A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63528404P 2004-12-10 2004-12-10
US60/635,284 2004-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101115853A true CN101115853A (zh) 2008-01-30

Family

ID=36216854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200580047902XA Pending CN101115853A (zh) 2004-12-10 2005-12-09 难熔炼钛矿的预处理

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20060159604A1 (zh)
EP (1) EP1838884A2 (zh)
JP (1) JP2008522944A (zh)
KR (1) KR20070100282A (zh)
CN (1) CN101115853A (zh)
AU (1) AU2005313946A1 (zh)
BR (1) BRPI0518852A2 (zh)
CA (1) CA2591335A1 (zh)
MX (1) MX2007006879A (zh)
RU (1) RU2007121382A (zh)
WO (1) WO2006063221A2 (zh)
ZA (1) ZA200705051B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103352129A (zh) * 2013-06-17 2013-10-16 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种提高钛精矿品质的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101586741B1 (ko) 2013-12-23 2016-01-19 주식회사 포스코 금속 산화물 회수방법
CN110616321A (zh) * 2019-09-23 2019-12-27 云南中钛科技有限公司 一种钛精矿的除杂方法
RU2734513C1 (ru) * 2020-03-20 2020-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Способ переработки кварц-лейкоксенового концентрата

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2631941A (en) * 1949-05-17 1953-03-17 Nat Lead Co Titanium concentrates
US2750255A (en) * 1952-06-09 1956-06-12 Ellis E Creitz Process for rendering titanium minerals and ores soluble in acids
US2919982A (en) * 1955-11-25 1960-01-05 Quebec Iron & Titanium Corp Pretreatment of ilmenite ore
DE2105932C3 (de) * 1971-02-09 1975-04-17 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Agglomerieren von eisenhaltigen Titanerzen
DE2234844A1 (de) * 1972-07-15 1974-01-31 Bayer Ag Verfahren zum aufschluss von titaneisenerzen
ZA783519B (en) * 1977-07-08 1979-10-31 Ici Australia Ltd A process for the beneficiation of titaniferous material
US4762552A (en) * 1987-06-15 1988-08-09 Kerr-Mcgee Chemical Corporation Improved process for beneficating iron-containing titaniferous ores

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103352129A (zh) * 2013-06-17 2013-10-16 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种提高钛精矿品质的方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2007006879A (es) 2007-08-17
WO2006063221A3 (en) 2006-07-27
ZA200705051B (en) 2008-09-25
WO2006063221A2 (en) 2006-06-15
EP1838884A2 (en) 2007-10-03
JP2008522944A (ja) 2008-07-03
US20060159604A1 (en) 2006-07-20
CA2591335A1 (en) 2006-06-15
AU2005313946A1 (en) 2006-06-15
RU2007121382A (ru) 2009-01-20
BRPI0518852A2 (pt) 2008-12-09
KR20070100282A (ko) 2007-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiang et al. Multistage utilization process for the gradient-recovery of V, Fe, and Ti from vanadium-bearing converter slag
CN102154531B (zh) 一种用含钛高炉渣生产人造金红石的方法
Sahu et al. An overview on the production of pigment grade titania from titania-rich slag
Mahmoud et al. Reductive leaching of ilmenite ore in hydrochloric acid for preparation of synthetic rutile
Lasheen Soda ash roasting of titania slag product from Rosetta ilmenite
Filippou et al. Iron removal and recovery in the titanium dioxide feedstock and pigment industries
NZ237273A (en) Upgrading titaniferous ore to produce a synthetic rutile
CN105886786B (zh) 一种强化转炉钒渣钙化提钒的方法
CN106065435A (zh) 一种处理钒渣的方法与系统
CN102787194B (zh) 利用钒钛铁精矿直接还原熔分渣制备富钛料的方法
CN106315584A (zh) 利用含钛矿物或炉渣制备碳氧化钛或/和碳化钛的方法
Zhang et al. Remediation of the vanadium slag processing residue and recovery of the valuable elements
CN110055371A (zh) 铁水生产含钠钒渣直接浸出提钒的方法
CN107963657A (zh) 一种富钛料中钛提取的新方法
CN110042190A (zh) 钠系钒渣的转炉生产及其后续浸出提钒的方法
CN101115853A (zh) 难熔炼钛矿的预处理
Yu et al. Vanadium extraction from water-cooled vanadium converter slag via salt-free roasting and acid leaching
Yao et al. Clean process for vanadium extraction from vanadium-bearing converter slag
Maldybayev et al. Processing of titanium-containing ores for the production of titanium products: A comprehensive review
Zheng et al. Vanadium extraction from vanadium-bearing titanomagnetite by selective chlorination using chloride wastes (FeCl x)
Goso et al. Indicative vanadium deportment in the processing of titaniferous magnetite by the roast–leach and electric furnace smelting processes
Wang et al. A review on vanadium extraction techniques from major vanadium-containing resources
Li et al. A novel approach for pre-concentrating titanium from Ti-bearing blast furnace slag
CN102912124B (zh) 盐酸浸出氧化镍矿回收镍钴锰铁的方法
CN110042191A (zh) 转炉生产含钠钒渣及其氧化浸出的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication