CN106702064A - 一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，将钒钛磁铁矿直接还原‑熔分产出TiO2质量百分数大于60%的熔分钛渣，属于冶金技术领域。本发明的钒钛磁铁矿粗精矿经过细磨精选深度抛杂，利用有机粘结剂造球，干燥球团后进行还原焙烧得到金属化球团，金属化球团利用电炉高温熔分产出熔分钛渣，熔分钛渣再经磁选除铁得到高品位钛渣；本发明方法具有提高钛渣的品位，为后续硫酸制钛白提高优质原料，具有节约成本，减少污染的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，属于冶金技术领域。
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。中国目前已经是第二大的钛白粉消耗国，而且增长势头迅猛。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。尤其是高品质钛白的需求将更为突出，然而高品质钛白粉的生产和效益与钛原料品位息息相关。
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，国内采用直接酸浸制钛白。该方法的优点是工艺流程相对简单，缺点是电炉渣TiO2品位仅有45％，杂质多、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，急需对钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼产出钛渣进行升级降渣。
本发明围绕战略有色金属非传统资源高效清洁利用的国家重大需求，针对攀枝花钒钛磁铁矿钛资源至今不能有效利用的问题，开发一条高纯化钒钛磁铁矿精矿，直接还原熔分，熔分渣磁选除铁，得到高品位钛渣TiO2含量达到60%以上的技术路线，为后续的利用钛资源利用提供较为优质原料。以满足我国钛白粉产业迅速发展的需要，有效合理地利用钛资源。
发明内容
针对现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，将钒钛磁铁矿直接还原-熔分产出TiO2质量百分数大于60%的熔分钛渣，本发明方法具有提高熔分钛渣的品位，为后续硫酸制钛白提高优质原料，具有节约成本，减少污染的特点。
一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿细磨至粒径为-320目占85%~100%，在磁场强度为70KA/m~90KA/m的条件下，进行磁选粗选5~10min，得到钒钛磁铁矿粗精矿和粗选尾矿；
（2）在磁场强度为30KA/m~45KA/m的条件下，步骤（1）钒钛磁铁矿粗精矿进行磁选精选5~10min，得到钒钛磁铁矿精矿和精选尾矿；钒钛磁铁矿精矿的铁品位可达到TFe(总铁)56%~60%，TiO2品位为13%~15%；
（3）在步骤（2）钒钛磁铁矿精矿中加入有机粘接剂和CaO，混合均匀，制成球团并干燥；
（4）在温度为1200 ~1350℃条件下，将步骤（3）的球团与还原气体进行反应20~60min得到金属化球团，球团中还原出来的金属铁占总铁的质量百分数为80%~95%；
（5）在温度为1500 ~1600℃条件下，将步骤（4）的金属化球团熔分20~60min得到金属铁相和熔分钛渣；
（6）将步骤（5）的熔分钛渣进行细磨至粒径-200目占70%~100%，在磁场强度30KA/m~50KA/m的条件下，磁选5~10min，得到磁性物质和高品位钛渣，磁性物质返回熔分流程，高品位钛渣中TiO2品位可达60%~65%。
所述步骤（3）中有机粘接剂与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.6~1:100，CaO与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.3~1:100；
所述步骤（3）中有机粘接剂为聚乙烯醇，可溶性淀粉，酚醛树脂，佩利多，羧甲基纤维素、乙酰丙酸的一种或任意比多种；
所述步骤（3）中球团的粒径为6~12mm；
所述步骤（4）中还原气体为CO与惰性气体的混合气体；
所述步骤（4）中CO气体占混合气体的体积分数为30%~90%；
所述步骤（4）中惰性气体为N2或Ar。
本发明的有益效果是：
（1）本发明得到的高品位钛渣中TiO2品位可达60%~65%，大幅提高熔分钛渣的品位，为后续硫酸制钛白提高优质原料；
（2）本发明将钒钛磁铁矿直接进行还原-熔分，冶炼流程简单，节约钒钛磁铁矿冶炼成本，减少环境污染。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿细磨至粒径为-320目占85%，在磁场强度为90KA/m的条件下，进行磁选粗选5min，得到钒钛磁铁矿粗精矿和粗选尾矿；
（2）在磁场强度为30KA/m的条件下，步骤（1）钒钛磁铁矿粗精矿进行磁选精选5min，得到钒钛磁铁矿精矿和精选尾矿；钒钛磁铁矿精矿的铁品位可达到TFe(总铁)56.24%，TiO2品位为14.28%；
（3）按照有机粘结剂与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.6:100的比例，CaO与钒钛磁铁矿的质量比0.3:100的比例，在步骤（2）钒钛磁铁矿精矿中加入水溶性有机粘接剂（有机粘接剂为聚乙烯醇）和CaO，混合均匀，制成球径为8mm的球团并在温度为110℃的条件下干燥2h；
（4）在温度为1200℃条件下，将步骤（3）的球团置于竖炉内，并通入流速为10L/min的还原气体，其中还原气体为CO与惰性气体N2的混合气体，且混合气体中CO的体积分数为30%，进行还原反应20min得到金属化球团，球团中还原出来的金属铁占总铁的质量百分数为81.30%；
（5）在温度为1500℃条件下，将步骤（4）的金属化球团置于电炉中进行熔分20min得到金属铁相和熔分钛渣；
（6）将步骤（5）的熔分钛渣进行细磨至粒径-200目占70%，在磁场强度30KA/m的条件下，弱磁选5min，得到磁性物质和高品位钛渣，磁性物质返回电炉进行熔分流程，高品位钛渣中TiO2品位为63.85%。
实施例2：如图1所示，一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿细磨至粒径为-325目占95%，在磁场强度为80KA/m的条件下，进行磁选粗选10min，得到钒钛磁铁矿粗精矿和粗选尾矿；
（2）在磁场强度为45KA/m的条件下，步骤（1）钒钛磁铁矿粗精矿进行磁选精选10min，得到钒钛磁铁矿精矿和精选尾矿；钒钛磁铁矿精矿的铁品位可达到TFe(总铁)59.12%，TiO2品位为15.2%；
（3）按照有机粘接剂与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.8:100的比例，CaO与钒钛磁铁矿精矿的质量比为1:100的比例，在步骤（2）钒钛磁铁矿精矿中加入有机粘接剂（有机粘接剂为聚乙烯醇、可溶性淀粉和酚醛树脂的混合物）和CaO，混合均匀，制成球径为6mm的球团并在温度为110℃的条件下干燥3h；
（4）在温度为1350℃条件下，将步骤（3）的球团置于竖炉内，并通入流速为20L/min的还原气体，其中还原气体为CO与惰性气体N2的混合气体，且混合气体中CO的体积分数为90%，进行还原反应60min得到金属化球团，球团中还原出来的金属铁占总铁的质量百分数为95%；
（5）在温度为1600℃条件下，将步骤（4）的金属化球团置于电炉中进行熔分60min得到金属铁相和熔分钛渣；
（6）将步骤（5）的熔分钛渣进行细磨至粒径-200目占100%，在磁场强度50KA/m的条件下，弱磁选10min，得到磁性物质和高品位钛渣，磁性物质返回电炉进入熔分流程，磁选钛渣中TiO2品位为61.42%。
实施例3：如图1所示，一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿细磨至粒径为-325目占92%，在磁场强度为85KA/m的条件下，进行磁选粗选8min，得到钒钛磁铁矿粗精矿和粗选尾矿；
（2）在磁场强度为45KA/m的条件下，步骤（1）钒钛磁铁矿粗精矿进行磁选精选10min，得到钒钛磁铁矿精矿和精选尾矿；钒钛磁铁矿精矿的铁品位可达到TFe(总铁)58.15%，TiO2品位为14.73%；
（3）按照聚乙烯醇与钒钛磁铁矿精矿的质量比为1:100的比例，CaO与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.5:100的比例，在步骤（2）钒钛磁铁矿精矿中加入有机粘接剂（有机粘接剂为酚醛树脂、佩利多、羧甲基纤维素和乙酰丙酸的混合物）和CaO，混合均匀，制成球径为12mm的球团并在温度为110℃的条件下干燥2h；
（4）在温度为1300℃条件下，将步骤（3）的球团置于竖炉内，并通入流速为15L/min的还原气体，其中还原气体为CO与惰性气体N2的混合气体，且混合气体中CO的体积分数为70%，进行还原反应30min得到金属化球团，球团中还原出来的金属铁占总铁的质量百分数为93.77%；
（5）在温度为1550℃条件下，将步骤（4）的金属化球团置于电炉中进行熔分40min得到金属铁相和熔分钛渣；
（6）将步骤（5）的熔分钛渣进行细磨至粒径-200目占90%，在磁场强度40KA/m的条件下，弱磁选8min，得到磁性物质和高品位钛渣，磁性物质返回电炉进入熔分流程，磁选钛渣中TiO2品位为64.68%。
实施例4：如图1所示，一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿细磨至粒径为-325目占88%，在磁场强度为70KA/m的条件下，进行磁选粗选8min，得到钒钛磁铁矿粗精矿和粗选尾矿；
（2）在磁场强度为45KA/m的条件下，步骤（1）钒钛磁铁矿粗精矿进行磁选精选6min，得到钒钛磁铁矿精矿和精选尾矿；钒钛磁铁矿精矿的铁品位可达到TFe(总铁)56.49%，TiO2品位为14. 13%；
（3）按照有机粘结剂与钒钛磁铁矿精矿的质量比为1.2:100的比例，CaO与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.8:100的比例在步骤（2）钒钛磁铁矿精矿中加入水溶性有机粘接剂（有机粘接剂为酚醛树脂），混合均匀，制成球径为10mm的球团并在温度为110℃的条件下干燥3h；
（4）在温度为1350℃条件下，将步骤（3）的球团置于竖炉内，并通入流速为15L/min的还原气体，其中还原气体为CO与惰性气体N2的混合气体，且混合气体中CO的体积分数为50%，进行还原反应50min得到金属化球团，球团中还原出来的金属铁占总铁的质量百分数为92%；
（5）在温度为1570℃条件下，将步骤（4）的金属化球团置于电炉中进行熔分60min得到金属铁相和熔分钛渣；
（6）将步骤（5）的熔分钛渣进行细磨至粒径-200目占80%，在磁场强度45KA/m的条件下，弱磁选7min，得到磁性物质和高品位钛渣，磁性物质返回电炉进入熔分流程，磁选钛渣中TiO2品位为62.21%。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出形式上和细节上的各种变化。
Claims (8)
1.一种以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿粗精矿细磨至粒径为-320目占85%~100%，在磁场强度为70KA/m~90KA/m的条件下，进行磁选粗选5~10min，得到钒钛磁铁矿粗精矿和粗选尾矿；
（2）在磁场强度为30KA/m~45KA/m的条件下，步骤（1）钒钛磁铁矿粗精矿进行磁选精选5~10min，得到钒钛磁铁矿精矿和精选尾矿；
（3）在步骤（2）钒钛磁铁矿精矿中加入有机粘接剂和CaO，混合均匀，制成球团并干燥；
（4）在温度为1200 ~1350℃条件下，将步骤（3）的球团与还原气体进行反应20~60min得到金属化球团；
（5）在温度为1500 ~1600℃条件下，将步骤（4）的金属化球团熔分20~60min得到金属铁相和熔分钛渣；
（6）将步骤（5）的熔分钛渣进行细磨至粒径-200目占70%~100%，在磁场强度30KA/m~50KA/m的条件下，磁选5~10min，得到磁性物质和高品位钛渣，磁性物质返回熔分流程。
2.根据权利要求1所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（3）中有机粘接剂与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.6~1.2:100。
3.根据权利要求1所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（3）中CaO与钒钛磁铁矿精矿的质量比为0.3~1:100。
4.根据权利要求1所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（3）中有机粘接剂为聚乙烯醇，可溶性淀粉，酚醛树脂，佩利多，羧甲基纤维素、乙酰丙酸的一种或任意比多种。
5.根据权利要求1所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（3）中球团的粒径为6~12mm。
6.根据权利要求1所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（4）中还原气体为CO与惰性气体的混合气体。
7.根据权利要求6所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（4）中CO气体占混合气体的体积分数为30%~90%。
8.根据权利要求6所述的以钒钛磁铁矿为原料制取高品位钛渣的方法，其特征在于：步骤（4）中惰性气体为N2或Ar。
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