CN104630461A - 一种钛矿球团及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种钛矿球团及其制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种钛矿球团的制备方法，包括以下步骤：a、将原始钛精矿分为A矿、B矿、C矿三级；b、处理B矿得到D矿；c、将A矿和D矿混合得到E矿；d、将F药剂与E矿混匀得到G矿；e、将G矿、H粘结剂、石油焦粉混合，得混合料，并加入水混匀后得到J料；f、用J料造球，得到钛矿球团。该方法制备得到的钛矿球团强度高，具有更广阔的应用前景。

Description

一种钛矿球团及其制备方法
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种钛矿球团及其制备方法。
背景技术
近年来随着资源的减少和选矿技术的发展，钛精矿的粒度呈现逐渐细化的趋势(2006年0.074mm以下粒径在3％～5％，2014年0.074mm以下粒径在10％～15％)，但各下游企业对钛精矿粒度要求各有不同。然而目前国内的钛精矿多以未分级的粉矿形式直接销售，缺乏合理的后处理工序。由于其粒度分布不合理，直接利用非常困难。
目前的钛精矿选别技术多运用了浮选工艺，选矿过程中添加了多种化学制剂。这样往往导致钛精矿表面性质恶化、亲水性变差，不利于后续进一步加工。表面改性技术在多种行业均有比较成熟的运用，但在钛精矿表面改性方面却少有研究，然而为了更好的利用钛精矿必须进行适当的表面改性处理。
目前比较流行的钛精矿预处理模式主要包括预氧化、预还原两种工艺，国外某些厂家已经实现了其工业化运用，但其主要原料均为易于氧化还原的粗粒级钛精矿砂矿，且技术高度保密，技术转让困难。
造球技术在制药、化肥、铁精矿处理等领域均有成熟运用，但在钛精矿造球上均表现出明显的不适应。使用原有造球技术成球十分困难，球团难以长大(成球率30％～50％)，且生产的钛精矿球团强度差(生球0.5m落下1～3次损坏)、抗摩擦性能差、转运粉化率高(40％～60％粉化)，这就导致了球团难以进行后续的高温热处理，其生产使用受到极大限制，且生产成本很高。这一方面取决于原料粒度的匹配，另一方面在于合适的粘结剂使用和造球机参数的控制。目前国内尚没有专门针对钛精矿开发的特种粘结剂销售。
发明内容
针对现有钛精矿粒度分布不均匀，特别是超微细颗粒增加后带来的直接利用非常困难的问题。本发明所要解决的第一个技术问题是提供了一种钛矿球团的制备方法。该方法包括以下步骤：
a、将原始钛精矿进行粒度分级，分为粒度＜0.061mm的A矿、0.061mm≤粒度≤0.104mm的B矿、粒度＞0.104mm的C矿；
b、将B矿磨矿至粒度＜0.044mm占整个B矿的70％以上，得到D矿；
c、将A矿和D矿混匀得E矿，控制E矿的粒度分布范围为：粒度＞0.061mm为3～13％、0.044mm≤粒度≤0.061mm为10～40％、粒度＜0.044mm为57～82％；
d、将F药剂与E矿混匀得到G矿；F药剂为CaO和Na2CO3所组成的混合物；
e、按照重量百分比，将G矿92～97％、H粘结剂1.2～3％、石油焦粉1～5％混合，得混合料，并加入混合料总重量4～6％水混匀后得到J料；H粘结剂为钠基膨润土、腐殖酸、水解聚丙烯酰胺所组成的混合物；
f、用J料造球，得到钛矿球团；
上述百分比均为重量百分比。
具体的，上述钛矿球团的制备方法，步骤a中，所述的原始钛精矿为普通选钛厂生产的钛精矿，主要成分为：TiO243～48％，FeO 33～38％，Fe2O35～15％。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤a中，所述的分级的方式为气力分级、旋风分级或机械筛分中的任意一种。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤d中，F药剂的用量为：按重量百分比计，F药剂/E矿＝0.1～0.5％。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤d中，所述的F药剂为按重量百分比计，CaO 65～75％和Na2CO325～35％组成的混合物。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤e中，所述的粘结剂的成分为：按重量百分比计，钠基膨润土40～50％、腐殖酸30～35％、水解聚丙烯酰胺15～30％。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤e中，所述的石油焦粉的粒度＜0.061mm。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤f中，造球采用圆盘造球机，控制圆盘造球机盘径为5000～6000mm，电机频率为37～41HZ，圆盘倾角47～50°，以150～250滴/min的速度加水。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供由上述钛矿球团的制备方法制备得到的钛矿球团。
优选的，上述钛矿球团中，所述钛矿球团的直径为8～15mm，0.5m落下次数大于6次。
本发明方法得到的钛矿球团可直接作为钛渣冶炼的原料，具有透气性好、炉况稳定、碳利用率高、收率高、能耗低等优点。此球团亦可通过后续加工，采用氧化或者还原工艺，生产氧化球团、金属化球团等，无论是氧化球团还是金属化球团，在保有原球团优点的基础上均具有更好的降本增效作用。
具体实施方式
一种钛矿球团的制备方法，包括以下步骤：
a、将原始钛精矿进行粒度分级，分为粒度＜0.061mm的A矿、0.061mm≤粒度≤0.104mm的B矿、粒度＞0.104mm的C矿；
b、将B矿磨矿至粒度＜0.044mm占整个B矿的70％以上，得到D矿；
c、将A矿和D矿混匀得E矿，控制E矿的粒度分布范围为：粒度＞0.061mm为3～13％、0.044mm≤粒度≤0.061mm为10～40％、粒度＜0.044mm为57～82％；
d、将F药剂与E矿混匀得到G矿；F药剂/E矿＝0.1～0.5％；F药剂为CaO和Na2CO3所组成的混合物；
e、按照重量百分比，将G矿92～97％、H粘结剂1.2～3％、石油焦粉1～5％混合，得混合料，并加入混合料总重量4～6％水混匀后得到J料；H粘结剂为钠基膨润土、腐殖酸、水解聚丙烯酰胺所组成的混合物；
f、用J料造球，得到钛矿球团；
上述百分比均为重量百分比。
具体的，上述钛矿球团的制备方法，步骤a中，所述的原始钛精矿为普通选钛厂生产的钛精矿，一般主要成分为：TiO2含量43～48％，FeO含量33～38％，Fe2O3含量5～15％。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤a中，所述的分级的方式为气力分级、旋风分级或机械筛分中的任意一种。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤d中，所述的F药剂为按重量百分比计，CaO 65～75％和Na2CO325～35％组成的混合物。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤e中，所述的粘结剂的成分为：按重量百分比计，钠基膨润土40～50％、腐殖酸30～35％、水解聚丙烯酰胺15～30％。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤e中，所述的石油焦粉的粒度＜0.061mm。
优选的，上述钛矿球团的制备方法，步骤f中，造球采用圆盘造球机，控制圆盘造球机电机频率为37～41HZ，圆盘倾角47～50°，以150～250滴/min的速度加水。
由上述钛矿球团的制备方法制备得到的钛矿球团。
优选的，上述钛矿球团中，所述钛矿球团的直径为8～15mm，0.5m落下次数大于6次。
由于普通选钛厂生产的钛精矿粒度分布不合理，再加上浮选工艺过程中添加了多种化学制剂，导致钛精矿表面性质恶化、亲水性变差，所以，普通选钛厂生产的钛精矿不利于后续进一步加工。经发明人研究发现，通过对该钛精矿进行粒度分级，并且对每一个级的矿进行合理的处理、配合所制备的球团效果较好，其中，粗颗粒的钛矿起到骨架作用，细颗粒的钛矿作为增强体可以有效提高球团的强度，有利于快速成球，以下表1为部分分级筛选的数据：
表1 不同粒度组成钛矿造球效果对比
进一步的，由于浮选后所得钛精矿表面残留浮选药剂，这对其成球性能具有不利影响，发明人发现：磨矿工艺能一定程度减小这种影响，同时，发明人还发现当加入CaO和Na2CO3组成的F药剂对矿进行表面处理，不仅对矿的品位没有影响并且又能起到很好的改性效果，优选的，按重量百分比计，CaO 65～75％、Na2CO325～35％。
更进一步的，为了增加原料之间的粘结性、吸附性、分散性，同时兼顾球团低温强度和高温强度，发明人发现可以加入由钠基膨润土、腐殖酸、水解聚丙烯酰胺组成的H粘结剂，优选的，按重量百分比计，钠基膨润土40～50％、腐殖酸30～35％，水解聚丙烯酰胺15～30％。
本发明实施例所用的圆盘造球机的基本信息为下表2所示：
表2
实施例1
表1-1 分级后钛矿粒度分布
粒度/mm +0.104 0.061～0.104 -0.061
组成/％ 73.78(C矿) 14.37(B矿) 11.85(A矿)
表1-2 B矿精磨后粒度分布
粒度/mm +0.061 0.061～0.044 -0.044
组成/％ 7.63 7.25 85.12
表1-3 混合后E矿粒度分布
粒度/mm +0.061 0.061～0.044 -0.044
组成/％ 6.62 12.85 80.53
注：表中“+”代表“大于”，“-”代表“小于”。
将钛矿1利用流态化装置进行气力分级，分级后其粒度分布情况见表1-1；将B矿进行精磨后(简称D矿)其粒度分布情况见表1-2；将A矿和D矿按A矿︰D矿＝1︰9比例进行混合，混合后钛矿(简称E矿)其粒度分布情况见表1-3；将E矿与F药剂(CaO70％、Na2CO330％)按E矿︰F药剂＝100︰0.15的比例混合改性，改性后简称G矿；将G矿、H粘结剂(钠基膨润土50％、腐殖酸30％、水解聚丙烯酰胺20％)、石油焦粉、水按照G矿︰H粘结剂︰石油焦粉︰水＝100︰1.4︰1.6︰4.5混合均匀后作为造球原料(简称J料)，石油焦粉粒径全部控制在0.061mm以下；利用J料进行圆盘造球，控制圆盘造球机转速为37HZ，圆盘倾角50°，圆盘旋转过程中从下料部位采用特制多孔滴水管以约160滴/分钟的速度加水，5分钟左右开始成球。
经测试成球率为95.3％，生球0.5m落下强度可达6次以上。
实施例2
表2-1 分级后钛矿粒度分布
粒度/mm +0.104 0.061～0.104 -0.061
组成/％ 62.19(C矿) 22.64(B矿) 15.17(A矿)
表2-2 B矿精磨后粒度分布
粒度/mm +0.061 0.061～0.044 -0.044
组成/％ 13.74 15.05 71.21
表2-3 混合后E矿粒度分布
粒度/mm +0.061 0.061～0.044 -0.044
组成/％ 11.21 24.26 64.53
注：表中“+”代表“大于”，“-”代表“小于”。
将钛矿2利用流态化装置进行气力分级，分级后其粒度分布情况见表2-1；将B矿进行精磨后(简称D矿)其粒度分布情况见表2-2；将A矿和D矿按A矿︰D矿＝2︰8比例进行混合，混合后钛矿(简称E矿)其粒度分布情况见表2-3；将E矿与F药剂(CaO65％、Na2CO335％)按E矿︰F药剂＝100︰0.3的比例混合改性，改性后简称G矿；将G矿、H粘结剂、石油焦粉、水按照G矿︰H粘结剂(钠基膨润土45％、腐殖酸35％、水解聚丙烯酰胺20％)︰石油焦粉︰水＝100︰1.6︰2︰5混合均匀后作为造球原料(简称J料)；石油焦粉粒径全部控制在0.061mm以下；利用J料进行圆盘造球，控制圆盘造球机转速为39HZ，圆盘倾角49°，圆盘旋转过程中从下料部位采用特制多孔滴水管以约200滴/分钟的速度加水，7分钟左右开始成球。
经测试成球率为92.4％，生球0.5m落下强度可达7次。
实施例3
表3-1 分级后钛矿粒度分布
粒度/mm +0.104 0.061～0.104 -0.061
组成/％ 38.56(C矿) 45.61(B矿) 15.83(A矿)
表3-2 B矿精磨后粒度分布
粒度/mm +0.061 0.061～0.044 -0.044
组成/％ 6.27 6.61 87.12
表3-3 混合后E矿粒度分布
粒度/mm +0.061 0.061～0.044 -0.044
组成/％ 3.12 38.73 58.15
注：表中“+”代表“大于”，“-”代表“小于”。
将钛矿3利用流态化装置进行气力分级，分级后其粒度分布情况见表3-1；将B矿进行精磨后(简称D矿)其粒度分布情况见表3-2；将A矿和D矿按A矿︰D矿＝5︰5比例进行混合，混合后钛矿(简称E矿)其粒度分布情况见表3-3；将E矿与F药剂(CaO75％、Na2CO325％)按E矿︰F药剂＝100︰0.45的比例混合改性，改性后简称G矿。将G矿、H粘结剂(钠基膨润土40％、腐殖酸30％、水解聚丙烯酰胺30％)、石油焦粉、水按照G矿︰H粘结剂︰石油焦粉︰水＝100︰2.0︰5︰6混合均匀后作为造球原料(简称J料)；石油焦粉粒径全部控制在0.061mm以下；利用J料进行圆盘造球，控制圆盘造球机转速为41HZ，圆盘倾角47°，圆盘旋转过程中从下料部位采用特制多孔滴水管以约240滴/分钟的速度加水，10分钟左右开始成球。
经测试成球率为91.3％，生球0.5m落下强度可达6次。

Claims (10)

1.一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将原始钛精矿进行粒度分级，分为粒度＜0.061mm的A矿、0.061mm≤粒度≤0.104mm的B矿、粒度＞0.104mm的C矿；
b、将B矿磨矿至粒度＜0.044mm占整个B矿的70％以上，得到D矿；
c、将A矿和D矿混匀得E矿，控制E矿的粒度分布范围为：粒度＞0.061mm为3～13％、0.044mm≤粒度≤0.061mm为10～40％、粒度＜0.044mm为57～82％；
d、将F药剂与E矿混匀得到G矿；F药剂为CaO和Na2CO3所组成的混合物；
e、按照重量百分比，将G矿92～97％、H粘结剂1.2～3％、石油焦粉1～5％混合，得混合料，并加入混合料总重量4～6％水混匀后得到J料；H粘结剂为钠基膨润土、腐殖酸、水解聚丙烯酰胺所组成的混合物；
f、用J料造球，得到钛矿球团；
上述百分比均为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：所述的原始钛精矿为普通选钛厂生产的钛精矿，主要成分为：TiO2 43～48％，FeO 33～38％，Fe2O3 5～15％。
3.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的分级的方式为气力分级、旋风分级或机械筛分中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：步骤d中，F药剂的用量为：按重量百分比计，F药剂/E矿＝0.1～0.5％。
5.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：步骤d中，所述的F药剂为按重量百分比计，CaO 65～75％和Na2CO3 25～35％组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：步骤e中，所述的粘结剂的成分为：按重量百分比计，钠基膨润土40～50％、腐殖酸30～35％、水解聚丙烯酰胺15～30％。
7.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：步骤e中，所述的石油焦粉的粒度＜0.061mm。
8.根据权利要求1所述的一种钛矿球团的制备方法，其特征在于：步骤f中，造球采用圆盘造球机，控制圆盘造球机盘径为5000～6000mm，电机频率为37～41HZ，圆盘倾角47～50°，以150～250滴/min的速度加水。
9.由权利要求1～8任一项钛矿球团的制备方法制备得到的钛矿球团。
10.根据权利要求9所述的一种钛矿球团，其特征在于：所述钛矿球团的直径为8～15mm，0.5m落下次数大于6次。
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