CN102181626B - 一种钛铁矿的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛铁矿的选矿方法，涉及一种钛铁矿原矿选矿制备钛精矿和铁精矿的方法。其特征在于其选矿过程的步骤依次包括：（1）将钛铁矿原矿磨矿；（2）在加温、加氧、加压条件下进行碱浸预处理；（3）将碱浸预处理后矿浆进行过滤；（4）过滤的滤渣相洗涤后，再进行磨矿；（5）磁选得到钛精矿和铁精矿。本发明的方法，采用预处理工序，从钒钛磁铁矿矿物的源头上破坏铁、钛致密共生的特性和钒的类质同象赋存特性，从而实现钒钛磁铁矿的矿物转型，使钛、铁晶格层面上的解离，然后再通过磨矿，磁选工艺得到高品质的铁精矿和含铁较低的钛精矿，预处理所用的碱介质可循环使用，工艺对环境的影响小，应用前景乐观。
Description
技术领域
一种钛铁矿的选矿方法，涉及一种钛铁矿原矿选矿制备钛精矿和铁精矿的方法。
背景技术
钛铁矿储量相当丰富，是世界钛资源中主要的矿产资源，钛铁矿中一般约57%的钛赋存在钛磁铁矿（nFeTiO3·mFe3O4）中，约40%赋存在钛铁矿（FeTiO3）中，矿物的赋存特点决定了无法从源头实现钛、铁的分离。在现有的选铁工艺中，钛磁铁矿进入铁精矿，钛铁矿进入钛精矿。铁精矿中的钛在炼铁过程进入高炉渣（含TiO2高达22%以上），由于形成玻璃体，TiO2失去了活性而无法经济回收；钛铁矿选钛过程，由于细粒级（-19微米）钛铁矿回收困难，钛回收率也只有18%。另外，由于钛铁矿矿物中，钛铁矿和镁钛矿(MgTiO3)共晶，导致钛精矿品位较低、而CaO+MgO高达6～8%，不能直接作为沸腾氯化法钛白的原料。由于资源有效利用率低，攀西地区每年产生的固体废弃物达4000多万吨。
最新开发的转底炉煤基直接还原－电炉熔分新流程，与传统高炉冶炼相比，具有流程短、能耗低、环境污染小、能有效提高铁、钛、钒、铬回收和富集率等优点，把钒钛磁铁矿资源综合利用程度提高到一个新水平。对含铁56～58%的钒钛铁矿进行试验，取得金属化率90%以上的还原产物，钒回收率为80%（略高于攀钢高炉－转炉工艺），富钛渣TiO2为50～55%，铁精矿中钛富集回收率大于85%，初步解决了高炉冶炼钛不能富集的难题。但由于转底炉固有的容积率低、炉内温度分布不均匀、大型化困难等缺陷，加之经电炉熔分产出的富钛渣组分和矿相复杂、钙镁铝硅含量很高，难于利用传统的硫酸法和氯化法工艺经济有效地生产钛白粉。
通过以上的分析可以看出，如果不从选铁作业这一传统处理工艺的源头进行根本性的变动，要想大幅提高钛铁矿的经济利用水平几乎不可能。只有从钒钛磁铁矿矿物的源头上破坏铁、钛致密共生的特性和钒的类质同象赋存特性，实现钒钛磁铁矿的矿物转型和钛、铁晶格层面上的解离，才有可能大幅提高钒、钛资源的综合利用水平。
发明内容
本发明目的就是克服上述已有技术中的不足，提供一种能有效提高钒钛磁铁矿中钛和铁的回收率，工艺简单，能有效地将铁精矿和含铁较低的钛精矿进行分选、操作性好、清洁生产的钛铁矿的选矿方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于其选矿过程的步骤依次包括：
（1）将钛铁矿原矿磨矿；
（2）在加温、加氧、加压条件下进行碱浸预处理；
（3）将碱浸预处理后矿浆进行过滤；
（4）过滤的滤渣相洗涤后，再进行磨矿；
（5）磁选得到钛精矿和铁精矿。
本发明的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（1）的磨矿粒度为90%小于74μm。
本发明的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（2）的加温、加氧、加压条件下进行碱浸预处理过程的工艺条件为：处理用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，初始总碱浓度为300g/L～500g/L，矿浆液固质量比为1～8∶1，总压力为2000kPa～3000kPa，氧分压为500kPa～1000kPa，温度为200℃～300℃，预处理时间为1～3小时。
本发明的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（3）采用浓密或过滤机进行过滤，得到的溶液直接返回步骤（1）。
本发明的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（4），将步骤（3）得到的浓密矿浆或滤饼经过浓密洗涤或过滤浆化洗涤，洗涤水直接返回步骤（1）;滤渣相洗涤后，再进行磨矿的粒度为99%小于74μm。
本发明的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（5），将步骤（4）磨好的矿浆，进行磁选，磁场强度控制在800～2000奥斯特，进矿矿浆浆固体质量浓度控制在15～25%，得到铁精矿和为尾矿的含钛的精矿。
本发明的方法，从钛铁矿矿物的源头上采用预处理工艺破坏铁、钛致密共生的特性和钒的类质同象赋存特性，使钛、铁晶格层面上的解离，再通过固液分离-洗涤-磨矿-磁选的方式实现钛铁的分离，工艺中使用的碱浓度较高，对预处理设备要求较高。但本发明与传统的处理钒钛磁铁矿原矿技术相比具有明显的优势。
（1）本发明得到含铁较高，含钛较低的铁精矿有利于高炉炼铁。
（2）由于铁精矿中的钛品位低，所以可以得到一个较高品位的钛精矿，提高钛的回收率。
（3）本发明预处理使用的碱是循环使用的，大大的降低了生产的能耗，提高了工艺的可操作性。本发明提出了一种以钛铁矿原矿为原料，采用预处理工序，从钒钛磁铁矿矿物的源头上破坏铁、钛致密共生的特性和钒的类质同象赋存特性，从而实现钒钛磁铁矿的矿物转型，使钛、铁晶格层面上的解离，然后再通过磨矿，磁选工艺得到高品质的铁精矿和含铁较低的钛精矿，预处理所用的碱介质可循环使用，工艺对环境的影响小，应用前景乐观。
附图说明
图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种钛铁矿的选矿方法，以钛铁矿原矿为原料，通过高温、氧气、碱介质的共同作用下得到固体中间产物矿浆，固体中间产物再经过滤-洗涤后，再经过磨矿-磁选得到钛精矿和铁精矿。该方法包括如下步骤：
1、将湿磨至粒度为90%左右小于74μm的钛磁矿原矿，在氧气和碱介质的作用下进行加压预处理，处理用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，初始总碱浓度为300g/L～500g/L，矿浆液固质量比为1～8∶1，总压力为2000kPa～3000kPa，氧分压为500kPa～1000kPa，温度为200℃～300℃，预处理时间为1～3小时。得到预处理矿浆进行步骤2；
2、将步骤1得到的矿浆通过浓密或过滤机过滤，得到的溶液直接返回步骤1，得到的浓密矿浆或滤饼经过浓密洗涤或过滤浆化洗涤，得到固体中间产物继续进行步骤3，洗涤水直接返回步骤1;
3、将步骤2得到的中间产物，利用球磨机湿磨，磨至粒度为99%小于74μm，磨矿水循环使用，磨好的中间产物继续进行步骤4。
4、将步骤3磨好的固体中间产物矿浆，进行磁选，磁场强度控制在800～2000奥斯特，进矿矿浆浆固体质量浓度控制在15～25%，得到精矿矿浆与尾矿矿浆，在通过浓密-过滤的方式得到铁精矿与含钛的精矿。
实施例1
处理的钛铁矿原矿含铁32.16%，含二氧化钛12.11%，循环回用的处理后液与洗水溶液补入少量的氢氧化钾和氧化钙，使碱浓度为350g/L,与90%粒径小于74μm的钒钛磁铁矿混合，加压升温至290℃，通氧预处理3小时，经闪蒸冷却，得到预处理矿浆，经过滤洗涤得到固体中间产品，再经球磨机球磨，同时在1200奥斯特的磁场下磁选得到含铁为59.31%，含二氧化钛4.01%的铁精矿，同时得到含二氧化钛20.15%的钛精矿。铁的回收率为82.23%，钛的回收率为85.12% 。
实施例2
处理的钛铁矿原矿含铁32.16%，含二氧化钛12.11%，循环回用的处理后液与洗水溶液补入少量的氢氧化钾和氧化钙，使碱浓度为400g/L,与90%粒径小于74μm的钒钛磁铁矿混合，加压升温至250℃，通氧预处理2.5小时，经闪蒸冷却，得到预处理矿浆，经过滤洗涤得到固体中间产品，再经球磨机球磨，同时在1500奥斯特的磁场下磁选得到含铁为60.38%，含二氧化钛3.68%的铁精矿，同时得到含二氧化钛19.00%的钛精矿。铁的回收率为80.38%，钛的回收率为86.62% 。
实施例3
处理的钛铁矿原矿含铁37.23%，含二氧化钛11.28%，循环回用的处理后液与洗水溶液补入少量的氢氧化钾和氧化钙，使碱浓度为450g/L,与90%粒径小于74μm的钒钛磁铁矿混合，加压升温至220℃，通氧预处理1.5小时，经闪蒸冷却，得到预处理矿浆，经过滤洗涤得到固体中间产品，再经球磨机球磨，同时在1000奥斯特的磁场下磁选得到含铁为60.15%，含二氧化钛3.89%的铁精矿，同时得到含二氧化钛19.12%的钛精矿。铁的回收率为85.38%，钛的回收率为81.78% 。
Claims (5)
1.一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于其选矿过程的步骤依次包括：
（1）将钛铁矿原矿磨矿；
（2）在加温、加氧、加压条件下进行碱浸预处理；
（3）将碱浸预处理后矿浆进行过滤；
（4）过滤的滤渣相洗涤后，再进行磨矿；
（5）磁选得到钛精矿和铁精矿；所述的步骤（2）的加温、加氧、加压条件下进行碱浸预处理过程的工艺条件为：处理用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，初始总碱浓度为300g/L～500g/L，矿浆液固质量比为1～8∶1，总压力为2000kPa～3000kPa，氧分压为500kPa～1000kPa，温度为200℃～300℃，预处理时间为1～3小时。
2.根据权利要求1所述的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（1）的磨矿粒度为90%小于74μm。
3.根据权利要求1所述的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（3）采用浓密或过滤机进行过滤，得到的溶液直接返回步骤（1）。
4.根据权利要求1所述的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（4），将步骤（3）得到的浓密矿浆或滤饼经过浓密洗涤或过滤浆化洗涤，洗涤水直接返回步骤（1），滤渣相洗涤后，再进行磨矿的粒度为99%小于74μm。
5.根据权利要求1所述的一种钛铁矿的选矿方法，其特征在于所述的步骤（5），将步骤（4）磨好的矿浆，进行磁选，磁场强度控制在800～2000奥斯特，进矿矿浆固体质量浓度控制在15%～25%，得到铁精矿和为尾矿的含钛的精矿。
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