CN102294306A

CN102294306A - 一种提高原生钛精矿品位的方法

Info

Publication number: CN102294306A
Application number: CN2011102691176A
Authority: CN
Inventors: 文书明; 熊堃; 刘殿文; 彭金辉; 方建军; 刘丹; 柏少军
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2011-12-28

Abstract

一种提高原生钛精矿品位的方法，包括将与脉石矿物紧密结合的原生钛精矿磨细，使钛铁矿与脉石矿物单体解离，采用浮选方法，深度精选制备高品位钛精矿，降低杂质含量，为制备TiO₂含量高的高钛渣创造条件。采用羟肟酸为捕收剂，草酸和CMC为抑制剂，经过二至四次精选，精矿品位提高到50%以上，回收率大于75%；高品位钛精矿中的SiO₂、Al₂O₃和CaO显著降低，使得电炉熔炼获得的高钛渣二氧化钛品位大于90%，为生产高品质钛白创造了条件。同时浮选过程中，还产出了一个可以通过硫酸法生产钛白的，少量的普通钛精矿，尾矿中钛的损失只有10%至4%，实现了钛资源的高效利用。

Description

一种提高原生钛精矿品位的方法

技术领域：

本发明涉及一种从钙镁杂质成分复杂的原生钛精矿中进一步提高钛品位的方法，属于矿物加工技术领域。

背景技术：

原生钛铁矿常和二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙和氧化镁等杂质共生，钛资源的回收利用必然涉及钛铁矿与脉石矿物的分离问题。由于脉石矿物与钛铁矿致密共生，选矿分离困难，所以原生钛铁矿中杂质含量高，尤其是钙镁含量高，造成该钛精矿不能作为高档氯化法钛白的原料，因此提高钛精矿品位，降低杂质含量一直是选矿领域没有根本解决的热点问题。

钛精矿用于生产高钛渣是应用成熟的技术，钛精矿经熔炼得到铁水和高钛渣，铁水是制造生铁，铁坯的原料，高钛渣是用于生产钛白的原料。然而目前使用的钛铁矿品位低，脉石含量高，产生的高钛渣含二氧化钛品位低，特别是钙镁含量高达7%以上，不能作为氯化法钛白原料。

公知的钛铁矿选矿技术，是对粗粒级钛铁矿采用磁选、重选流程，细粒级钛铁矿进行磁选、浮选处理，获得含二氧化钛47%的钛精矿，含二氧化硅3%~4%，含三氧化二铝2%~3%，含氧化钙和氧化镁大于7%。对于原生钛铁矿，经过选矿药剂及流程的改进，尽管一定程度地提高了钛精矿品位，但提高的程度有一定的限度，且杂质问题没有解决，钛精矿仍不能用作合格的生产高档氯化法钛白的原料。

公知的利用钛精矿熔炼得到的高钛渣，大量用作硫酸法生产钛白，产品档次低，远远没有发挥钛铁矿资源的效益。对于杂质含量高的钛精矿，这样的用途造成了钛资源的浪费。

专利CN03135934.5的“一种原生钛铁矿精选的生产工艺”，是一种原生钛铁矿精选的生产工艺，将经选铁后的粒度为0.4～0.02mm的选铁尾矿脱铁；粗选，采用重选、中磁选或强磁选将脱铁后的尾矿中的TiO₂预富集到20％以上；精选，采用永磁干式筒式磁选机精选得到TiO₂含量为47％的钛精矿，从而提高原生钛铁矿品位。但钛铁矿含二氧化钛的理论品位为52.63%，若能进一步提高钛品位，降低杂质含量，就能得到高品位的高钛渣，为生产高档钛白做好准备工作。

专利CN03136052.1的“以低品位原生钛铁矿为原料制造高品位人造金红石的方法”，是一种将低品位原生钛铁矿加工成适合于沸腾床氯化制造四氯化钛的高品位人造金红石的制备方法。根据原生钛铁矿在酸中易溶的特点，原矿经弱氧化处理，弱氧化矿采用盐酸加压浸出法将矿中铁、钙、镁、铝和锰等可溶性杂质浸出。但是酸浸工艺会造成严重的环境污染，以及对设备的严重腐蚀；且加压浸出增加生产成本，同时不溶于酸的硅杂质还需要在浸出前后采用选矿的方法将含硅的脉石矿物选出，工艺过程复杂。

综上所述，由于原生钛铁矿中含有大量难以除去的钙、镁、硅、铝杂质，从而而制约了钛铁矿的高效利用，成为钛工业发展中的瓶颈。如能采用一种新型药剂和合理的工艺，使其中的杂质硅、铝、钙和镁降到适合的范围，以此提高钛精矿品位，将产生良好的经济效益和环境效益。

发明内容：

本发明的目的就是针对杂质成分复杂的原生钛精矿，提供一种降低杂质含量，进一步提高钛精矿品位的方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

（1）采用现有技术，将原生钛精矿进行磨矿处理，使细度达到-0.45mm粒级的质量百分含量≥90%，钛铁矿和脉石结合体的单体解离度≥95%；

（2）在常温条件下，将步骤（1）中得到的磨矿处理后的原生钛精矿先加入活化剂反应4分钟，然后加入抑制剂反应3分钟，再加捕收剂反应3分钟，最后加入起泡剂反应2分钟；

（3）将步骤（2）中加入反应剂的原生钛精矿经过粗选5～10分钟，经2～3次扫选10～16分钟，经2～4次精选10～18分钟，最终获得含二氧化钛的高品位钛精矿。

所述原生钛精矿含钛40%~47%，二氧化硅2%~6%，三氧化二铝1%~4%，氧化钙0.5%~5%和氧化镁5%~11%。

所述活化剂为浓度为98%的硫酸，加入量为500克/吨~6000克/吨。

所述抑制剂工业级草酸与CMC（羧甲基纤维素钠）的摩尔比为1：1的混合物，加入量为300克/吨~400克/吨。

所述捕收剂为浓度为70%的羟肟酸，加入量为100克/吨~400克/吨。

所述起泡剂为浓度为70%的松醇油，加入量为60克/吨~80克/吨。

本发明高品位钛精矿生产的技术原理：钛铁矿结合体与脉石矿物之间的单体解离是获得高品位钛精矿的必要条件。硫酸主要是溶解钛铁矿表面的氧化膜，恢复钛铁矿的表面可浮性。羟肟酸浮选钛铁矿的化学原理是：羟肟酸通过化学吸附选择性地在钛铁矿颗粒表面上附着，形成充分的疏水性而被浮选成为精矿。草酸和CMC联合形成组合抑制剂，选择性地在钙、镁、铝、硅等杂质的脉石矿物上产生吸附，阻止捕收剂羟肟酸的吸附，从而造成脉石矿物表面疏水而被抑制。

如图1所示，精选尾矿合并为普通钛精矿，扫选精矿顺序返回形成闭路。

本发明具有以下优点和积极效果：

1．常规的获得高品位钛精矿的方法主要包括重选、浮选甚至电选联合流程，而本发明只采用单一浮选流程，一次粗选和两次精选，将含二氧化钛40～47%的原生钛精矿提高到二氧化钛品位50%～51.5%，尽可能的提高钛精矿品位，同时保证精矿回收率在75%～80%。在提高钛精矿品位的同时，钛精矿中钙、硅、铝杂质也显著减少，杂质组成变得简单。

2.该高品位钛精矿通过电炉熔炼可得到含二氧化钛较高的高钛渣，其品位可达到90%，显著提高了高钛渣的质量，为利用该高钛渣生产高档钛白创造了条件。

3.钛精矿的深度精选还得到了一个品位较低的钛精矿，该钛精矿含TiO₂为41%～45%，回收率只有15%～16%，这部分钛精矿可作为硫酸法钛白的原料使用。所以该工艺过程钛资源的损失仅为不到10%～4%，体现了钛资源的高效利用。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

实施例1：（参见图1）

（1）采用现有技术，将含钛40%，二氧化硅5.14%，三氧化二铝2.82%，氧化钙3.59%，氧化镁6%的原生钛精矿进行磨矿处理，使细度达到-0.45mm粒级的重量百分含量至91%，钛铁矿和脉石结合体的单体解离度为96%；

（2）在常温条件下，将步骤（1）中得到的磨矿处理后的原生钛精矿先加入浓度为98%的硫酸（活化剂）3000克/吨反应4分钟，然后加入工业级草酸和CMC的摩尔比为1:1的混合物340克/吨（抑制剂）的反应3分钟，再加浓度为70%的羟肟酸300克/吨（捕收剂）反应3分钟，最后加入浓度为70%的松醇油的70克/吨（起泡剂）反应2分钟；

（3）将步骤（2）中加入反应剂的原生钛精矿经过一次粗选8分钟，经2次扫选12分钟，经3次精选14分钟，最终获得含二氧化钛二氧化钛50%的高品位钛精矿，二氧化钛回收率75%。

钛精矿的技术指标：TiO₂ 50%；Al₂O₃ 0.52%；SiO₂ 0.51%；CaO 0.2%

实施例2

（1）采用现有技术，将含钛45%，二氧化硅2%，三氧化二铝4%，氧化钙0.5%，氧化镁5%的原生钛精矿进行磨矿处理，使细度达到-0.45mm粒级的重量百分含量至90%，钛铁矿和脉石结合体的单体解离度为95%；

（2）在常温条件下，将步骤（1）中得到的磨矿处理后的原生钛精矿先加入浓度为98%的硫酸（活化剂）500克/吨反应4分钟，然后加入工业级草酸和CMC的摩尔比为1:1的混合物300克/吨（抑制剂）的反应3分钟，再加浓度为70%的羟肟酸400克/吨（捕收剂）反应3分钟，最后加入浓度为70%的松醇油的60克/吨（起泡剂）反应2分钟；

（3）将步骤（2）中加入反应剂的原生钛精矿经过一次粗选10分钟，经3次扫选10分钟，经2次精选18分钟，最终获得含二氧化钛二氧化钛50.2%的高品位钛精矿，二氧化钛回收率78%。

钛精矿的技术指标：TiO₂ 51.50%；Al₂O₃ 0.36%；SiO₂ 0.43%；CaO 0.10%

实施例3：

（1）采用现有技术，将含钛47%，二氧化硅6%，三氧化二铝1%，氧化钙5%，氧化镁11%的原生钛精矿进行磨矿处理，使细度达到-0.45mm粒级的重量百分含量至93%，钛铁矿和脉石结合体的单体解离度为98%；

（2）在常温条件下，将步骤（1）中得到的磨矿处理后的原生钛精矿先加入浓度为98%的硫酸（活化剂）6000克/吨反应4分钟，然后加入工业级草酸和CMC的摩尔比为1:1的混合物400克/吨（抑制剂）的反应3分钟，再加浓度为70%的羟肟酸100克/吨（捕收剂）反应3分钟，最后加入浓度为70%的松醇油的80克/吨（起泡剂）反应2分钟；

（3）将步骤（2）中加入反应剂的原生钛精矿经过一次粗选5分钟，经3次扫选16分钟，经4次精选10分钟，最终获得含二氧化钛50%的高品位钛精矿，二氧化钛回收率76%。

钛精矿的技术指标：TiO₂ 50%；Al₂O₃ 0.37%；SiO₂ 0.45%；CaO 0.10%。

Claims

1.一种提高原生钛精矿品位的方法，其特征在于具体制备步骤如下：

（1）采用现有技术，将原生钛精矿进行磨矿处理，使细度达到-0.45mm粒级的质量百分含量大于90%，钛铁矿和脉石结合体的单体解离度大于95%；

（3）将步骤（2）中加入反应剂的原生钛精矿先经过粗选5～10分钟，经2～3次扫选10～16分钟，经2～4次精选10～18分钟，最终获得含二氧化钛的高品位钛精矿。

2.根据权利要求书1所述的提高原生钛精矿品位的方法，其特征在于：所述原生钛精矿含钛质量百分比40%~47%，二氧化硅质量百分比2%~6%，三氧化二铝质量百分比1%~4%，氧化钙质量百分比0.5%~5%和氧化镁质量百分比5%~11%。

3.根据权利要求书1所述的提高原生钛精矿品位的方法，其特征在于：所述活化剂为浓度为98%的硫酸,加入量为500克/吨~6000克/吨。

4.根据权利要求书1所述的提高原生钛精矿品位的方法，其特征在于：所述抑制剂为工业级草酸与羧甲基纤维素钠配比为1：1，加入量为300克/吨~400克/吨。

5.根据权利要求书1所述的提高原生钛精矿品位的方法，其特征在于：所述捕收剂为浓度为70%的羟肟酸100克/吨~400克/吨。

6.根据权利要求书1所述的提高原生钛精矿品位的方法，其特征在于：所述起泡剂为浓度为70%的松醇油为10克/吨~80克/吨。