CN102061393A - 一种钛渣深加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛渣深加工方法，利用电炉钛渣的高温热量，在出渣前将含钛电炉渣升温后进行保温，然后放入电炉渣黑钛石保温长晶装置中自然冷却，通过保温缓冷，使电炉渣中的黑钛石等矿物晶粒长大，为通过破碎、磨矿解离、浮选获得高品质的黑钛石型高钛原料打造了物质基础。本发明只利用电炉钛渣物理热，同时后期采用物理分选方法获得高钛渣，既适合作为硫酸法钛白粉的原料，也适合作为氯化法钛白粉的原料。该方法既能有效地将电炉渣黑钛石的平均粒度由10μm左右长大到80～90μm，又能提高电炉冶炼渣矿物结晶分异程度，优化电炉渣矿物相的物质组成，使电炉冶炼渣具有良好的可分选性，生产出的钛精矿TiO2品位72～80％，产品附加值高能耗低，经济效益好。
Description
技术领域
本发明属煤基直接还原综合回收领域，特别是涉及一种钒钛磁铁矿、钛铁矿电炉冶炼钛渣的深加工方法。
背景技术
钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。中国目前已经是继美国后第二大的钛白粉消耗国，而且增长势头迅猛，潜力也非常大。随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场需求量还会急剧地增长。钛白生产的质量和效益与钛白粉的原料品位息息相关。
世界上钒钛磁铁矿中的钛，进入冶炼渣钛的分布率少者30％以上，多者达60％以上。国际上不利用钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣中的钛，而是采用高钛渣为原料生产硫酸法钛白，或生产氯化法钛白。在我国攀-西地区具有丰富的钛铁矿资源，是低品位多金属共(伴)生矿。为了综合利用钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣中的钛，以往国内是不长晶不分选，直接酸浸制钛白。该方法的优点是工艺流程相对简单，缺点是电炉渣TiO2品位45％，杂质很多、酸耗高、三废量大，所以钛白生产污染严重、生产成本高、经济效益差。为了给钛白生产提供优质原料，对钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣进行了选钛试验，研究发现电炉冶炼渣中的钛矿物相和其它矿物相晶粒微细，结晶分异很差，磨矿解离困难，可选性很差。
本领域目前急需一种冶炼钛渣深加工方法，将钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣制成高品位钛白精料，以满足我国钛白粉产业迅速发展的需要，有效合理地利用我国的钛资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛渣深加工方法，特别适用于电炉冶炼含钛电炉渣的深加工，能够获得TiO2品位高达72％～80％的电炉钛渣精矿，实现钛白生产吃精料。
为了实现上述目的，本发明采用如下钛渣深加工方法的技术方案。
一种钛渣深加工方法，该方法包括如下工艺步骤：
步骤1：在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，在此温度下进入步骤2保温；
步骤2：然后打开出渣口，将步骤1中升温后的电炉渣放入保温装置中进行保温，使含钛电炉渣中的黑钛石等矿物晶粒长大；
步骤3：待保温装置中的含钛电炉渣自然降温至≤1100℃后，将含钛电炉渣与保温长晶装置分离，出渣后再冷却至常温；
步骤4：将冷却至常温的矿物粒长大后的电炉渣，进行破碎、磨矿解离电炉渣中的黑钛石；
步骤5：采用浮选法浮选出电炉渣黑钛石，获得的钛精矿作为钛白粉的原料。
其中步骤1所述的在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将合钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，保温10～20分钟，优选保温15分钟。
其中步骤2所述的放入电炉渣矿物保温长晶装置中进行保温长晶，使电炉渣黑钛石晶粒长大到加权平均粒度≥80μm后，再将电炉渣与保温长晶装置分离。
其中步骤3所述的冷却至常温为自然冷却或水冷却中任选其一。
其中步骤4所述的将电炉渣磨矿的粒度为45μm～65μm，使黑钛石的单体解离度达到80％～90％。
其中步骤5所述的浮选出的电炉渣黑钛石为钛精矿，钛精矿TiO2品位为72％～80％。
大量研究表明，因电炉工业冶炼原渣中的矿物晶粒微细，仅有0.几μm～10μm，没有分选性。本申请人在几十年对钒钛磁铁矿电炉渣进行深入研究的基础上，认识并掌握了钒钛磁铁矿电炉渣在不条件下的变化规律，认为要想成功地对电炉熔分渣中的钛矿物进行分离分选，实现对其中钛的回收利用，就必须通过改变其工艺性质(以下简称“改性”)，使电炉渣中的矿物晶粒长大至具有工业分离分选的工艺性质，同时优化其矿物相的物质组成。申请人通过对电炉渣改性及其大量试验研究后证明，与现有技术相比，本发明的钛渣深加工方法主要具有如下的技术效果及其优越性：
(1)本发明利用电炉钛渣的高温热量，通过保温长晶缓冷，对含钛电炉渣进行改性，使电炉渣中的黑钛石等矿物晶粒明显长大，同时优化了电炉渣矿物相的物质组成。本发明只利用电炉钛渣物理热，同时后期采用物理分选方法获得高钛渣。能耗低，经济效益好。
(2)采用本发明的方法处理前的电炉渣矿物晶粒微细，平均粒度10μm左右，结晶分异很差。通过本发明方法对含钛电炉渣改性后，使电炉渣矿物晶粒长大，能将电炉渣黑钛石的平均粒度由10μm左右长大到80μm～90μm，有效地提高了电炉冶炼渣矿物结晶分异程度。
(3)采用本发明的方法处理前的电炉渣，当磨矿粒度到了15μm时，黑钛石的单体解离度只能达到30％左右。通过本发明方法对含钛电炉渣改性后，当磨矿粒度到45μm～65μm时，黑钛石的单体解离度达到80％～90％。
(4)采用本发明的方法处理前的电炉渣可选性很差，几乎没有分选性。由于通过本发明方法改性后的电炉渣具有良好的可分离分选工艺性质，为通过破碎、磨矿解离、浮选获得高品质的黑钛石型高钛原料打造了物质基础，通过破碎、磨矿解离、浮选，可获得TiO2品位72％～80％的高品位钛精矿，产品附加值高，既适合作为硫酸法钛白粉的原料，也适合作为氯化法钛白粉的原料。
具体实施方式
下面结合本发明的具体实施例，进一步详细说明本发明所述的钛渣深加工方法的具体实施方式。通过对具体实施方式的描述，本发明的优点将变得更清楚和易于理解。
本发明解决前述技术问题所采取的是一种钛渣深加工方法，该方法利用电炉钛渣的高温热量，在出渣前将含钛电炉渣升温后进行保温，然后放入电炉渣保温长晶装置中，所述保温装置比如带保温层的保温渣包，使所述升温后的电炉渣在所述保温装置中自然降温至≤1100℃后，将含钛电炉渣与保温长晶装置分离，再自然冷却至常温，使电炉渣的黑钛石等矿物晶粒长大，以此，实现对含钛电炉渣的改性，为通过破碎、磨矿、浮选获得高品质的黑钛石型高钛原料打造了物质基础。本发明只利用电炉钛渣物理热，同时后期采用物理分选方法获得高钛渣，该方法既能有效地将电炉渣黑钛石的平均粒度由10μm左右长大到80μm～90μm，又能提高电炉冶炼渣矿物结晶分异程度，具有良好的可分选性，可获得TiO2品位高的钛精矿，产品附加值高，并且能耗低，经济效益好。
具体的说，本发明提供的钛渣深加工方法的实施步骤包括：在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，在此温度下保温10～20分钟；然后打开出渣口，将渣放入电炉渣保温长晶装置中进行电炉渣保温长晶改性，使含钛电炉渣中的黑钛石物相聚集长大，晶粒长大到加权平均粒度≥80μm；待电炉渣保温矿物长晶装置中的含钛电炉渣保温自然降温至≤1100℃后，将含钛电炉渣与保温长晶装置分离，再自然冷却或水冷却至常温；将冷却至常温的钛物相黑钛石晶粒长大后的电炉渣进行破碎、磨矿解离，将电炉渣的粒度磨至45μm～65μm，使黑钛石的单体解离度达到80％～90％；采用浮选法浮选出电炉渣黑钛石，获得TiO2品位72％～80％的钛精矿，作为钛白粉的原料。
下面，采用表1对比说明电炉渣改性前后黑钛石粒度，采用表2对比说明未改性和改性后电炉渣的矿物成分。
表1 电炉渣改性前后黑钛石粒度(μm)
表2 未改性和改性后电炉渣的矿物成分对比
| 相对含量 | 未改性电炉渣矿物成分 | 改性电炉渣矿物成分 |
| 主要矿物 | 黑钛石 钛辉石 | 黑钛石 钛辉石 |
| 次要矿物 | 塔基洛夫石 钙钛矿 尖晶石玻璃质 | 尖晶石 玻璃质 |
| 少量微量矿物 | 碳化钛 金属铁 硫化物 | 金属铁 硫化物 |
实施例1
在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1750℃，保温10分钟，打开出渣口，将渣放入电炉渣保温装置中进行电炉渣保温矿物长晶，所述保温装置可以是一个带有保温层的渣包，所述保温渣包可以设有一个耐火隔热砖层，待含钛电炉渣在保温装置中自然降温至1100℃后，将电炉渣与保温长晶装置分离，自然冷却至常温，破碎、磨矿至45μm，浮选选钛，钛精矿TiO2品位80.13％，TiO2回收率72.36％。
实施例2
在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1700℃，保温15分钟，打开出渣口，将渣放入保温装置中进行电炉渣保温矿物长晶，自然降温至1000℃后，将电炉渣与保温长晶装置分离，水冷至常温，破碎、磨矿至55μm，浮选选钛，钛精矿TiO2品位77.69％，TiO2回收率74.65％。
实施例3
在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1650℃，保温20分钟，打开出渣口，将渣放入电炉渣保温长晶装置中进行电炉渣保温矿物长晶，自然降温至1000℃后，将电炉渣与保温长晶装置分离，自然冷却至常温，破碎、磨矿至65μm，浮选选钛，钛精矿TiO2品位72.93％，TiO2回收率76.29％。
Claims (6)
1.一种钛渣深加工方法，该方法包括如下工艺步骤：
步骤1：在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，在此温度下进入保温步骤；
步骤2：打开出渣口，将电炉渣放入保温装置中进行保温长晶，使含钛电炉渣中的黑钛石等矿物晶粒长大；
步骤3：待保温装置中的含钛电炉渣自然降温至≤1100℃后，将含钛电炉渣与保温装置分离，出渣后再冷却至常温；
步骤4：将冷却至常温的钛物相黑钛石晶粒长大后的电炉渣，进行破碎、磨矿解离；
步骤5：采用浮选法浮选出电炉渣黑钛石，获得的钛精矿作为钛白粉的原料。
2.根据权利要求1所述的钛渣深加工方法，其特征在于，步骤1所述的在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，保温10～20分钟。
3.根据权利要求1所述的钛渣深加工方法，其特征在于，步骤2所述的放入保温装置中进行保温长晶，使电炉渣黑钛石晶粒长大到加权平均粒度≥80μm后，再将电炉渣与保温长晶装置分离。
4.根据权利要求1所述的钛渣深加工方法，其特征在于，步骤3所述的冷却至常温为自然冷却或水冷却中任选其一。
5.根据权利要求1所述的钛渣深加工方法，其特征在于，步骤4所述的将电炉渣磨矿的粒度磨至45μm～65μm，使黑钛石的单体解离度达到80％～90％。
6.根据权利要求1所述的钛渣深加工方法，其特征在于，步骤5所述的浮选出的电炉渣黑钛石，钛精矿TiO2品位为72％～80％。
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