CN113713962A - 一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,包括下述的步骤:将由含铬钛铁矿预富集得到的含铬钛粗精矿,在脱水后进行焙烧处理,得到焙烧矿;将焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选和中磁磁选分段磁选工艺,得到TiO2品位大于47%、Cr2O3杂质含量不大于0.10%的钛精矿,所述弱磁磁选在0.05~0.20T的磁场强度下进行,所述中磁磁选在0.25~0.45T的磁场强度下进行。本发明既能大大提高TiO2品位,大幅度降低Cr2O3等杂质含量,获得高品质的钛精矿产品,满足后续深加工的要求,亦能有效控制和降低成本。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域,具体涉及一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法。
背景技术
对于含铬的钛铁矿类型的资源(例如含铬钛铁矿矿石、含铬钛粗精矿),由于钛铁矿和铬铁矿的密度、比磁化系数、导电性等物化性质相差较小,直接采用常规物理选矿方法难以实现两者的有效分离,导致钛精矿产品中铬含量超标。
中国专利“一种含有钛铁矿和铬铁矿矿石的分离方法”,采用氧化焙烧-干式中强磁选工艺,仅有实施例4提到将钛铁矿精矿中Cr2O3含量降低至0.15%,其它实施例均未涉及钛铁矿精矿中Cr2O3含量。中国专利“一种含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置及分选方法”,涉及用于焙烧的实验装置,焙烧矿经过干式中磁选(磁场强度为0.4T),钛铁矿精矿中Cr2O3含量为0.23%。中国专利“分选高铬钛铁矿的方法和系统”,通过采用流态化焙烧处理和磁选处理相结合的方式,获得的钛精矿中Cr2O3含量不高于0.35%。
上述专利获得的钛铁矿精矿中,Cr2O3杂质含量远高于0.10%。此外,上述专利涉及到的焙烧矿的干式磁选工艺,均直接采用干式中磁选工艺,经本发明人研究发现,会造成磁团聚和磁夹杂影响加剧,对降低钛精矿中Cr2O3杂质含量带来不利影响。
钛精矿中Cr2O3杂质含量大于0.3%时,将导致氯化钛白生产等后续深加工工艺难以有效开展。中华人民共和国有色金属行业标准YS/T351-2015,亦明确规定了钛铁矿精矿产品中,Cr2O3杂质含量不大于0.10%。为此,研发一种含铬钛铁矿提钛降杂生产高品质钛精矿的方法,具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,提高TiO2品位,降低Cr2O3等杂质含量。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,包括下述的步骤:
将由含铬钛铁矿预富集得到的含铬钛粗精矿,在脱水后进行焙烧处理,得到焙烧矿;
将焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选和中磁磁选分段磁选工艺,得到TiO2品位大于47%、Cr2O3杂质含量不大于0.10%的钛精矿,所述弱磁磁选在0.05~0.20T的磁场强度下进行,所述中磁磁选在0.25~0.45T的磁场强度下进行。
进一步的,所述预富集获得的含铬钛粗精矿,TiO2品位大于36%、Cr2O3含量大于1%。
进一步的,所述脱水是将水分降低至12%以下。
进一步的,所述焙烧处理焙烧温度为600~800℃,焙烧时间为10~30min。
进一步的,所述弱磁磁选在0.08~0.15T的磁场强度下进行。
进一步的,所述弱磁磁选机转速为30~40rpm,中磁磁选机转速为35~65rpm。
进一步的,所述弱磁磁选选别次数为1次,中磁磁选选别次数为1~3次。
进一步的,采用所述方法TiO2作业回收率达到85%以上。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明针对含铬钛铁矿,例如含铬钛铁矿矿石(原砂)、含铬钛粗精矿(重砂、毛矿),通过常规物理选矿的方法,使目的矿物(含钛矿物)得到预富集,然后采用焙烧、高效干式弱磁-中磁分段磁选联合工艺,既能大大提高TiO2品位,大幅度降低Cr2O3等杂质含量,获得高品质的钛精矿产品,满足后续深加工的要求,亦能有效控制和降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一个具体实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图1所示在一个具体实施方式中,本发明由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,包括预富集、脱水、焙烧、分段磁选联合工艺。
(1)常规物理选矿方法预富集:对含铬的钛铁矿矿石可以通过常规物理选矿方法预富集。例如将含铬钛铁矿矿石(原砂),采用重选和/或弱磁、强磁等湿式工艺进行分选处理,预先抛除大部分的脉石矿物,使含钛矿物得到预先富集,得到含铬钛粗精矿(重砂、毛矿)。为后续焙烧-磁选联合工艺提供原料的同时,也减少了焙烧物料量,有效控制和降低成本。
所述原矿矿石(原砂)中TiO2品位大于1%(wt%),Cr2O3含量大于0.1%(wt%)。
所述常规物理选矿方法预富集,重选工艺采用螺旋溜槽完成,湿式弱磁磁选工艺,是在0.1~0.25T的磁场强度下进行,湿式强磁磁选工艺,是在0.3~1.0T磁场强度下进行。湿式弱磁磁选工艺与湿式强磁磁选工艺,选别次数均为1~2次。预富集工艺获得的含铬钛粗精矿(重砂矿、毛矿),TiO2品位大于36%、Cr2O3含量大于1%。
(2)脱水处理:湿式工艺得到的含铬钛粗精矿,经过自然过滤或机械过滤,降低含铬钛粗精矿的水分。优选经过脱水处理,将水分降低至12%(wt%)以下。
(3)焙烧:将通过上述工艺得到的含铬钛粗精矿产品,采用回转窑、流态化床或沸腾炉焙烧。所述焙烧处理,优选是在焙烧温度600~800℃、焙烧时间10~30min条件下完成的。焙烧矿循环水冷或自然冷却。
采用焙烧工艺处理,能够将弱磁性的钛铁矿转化为FeTiO3-Fe2O3的M2O3型固溶体和金红石微晶,这种方式的矿相重构较大地提高了钛铁矿的比磁化系数,有利于钛铁矿与铬铁矿和非磁性的含SiO2、Al2O3、CaO等硅酸盐矿物的磁选分离,达到提钛降铬除杂的目的。
(4)分段磁选:冷却后的焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选、中磁磁选分段磁选工艺,最大限度强化干式磁选分离效果,可获得TiO2品位大于47%(wt%)、Cr2O3杂质含量不大于0.10%(wt%)的高品质钛精矿,TiO2作业回收率达到85%以上。
所述干式高效弱磁磁选工艺,是在0.05~0.20T的磁场强度下进行的,弱磁选机转速优选为30~40rpm。一般2000高斯(0.2T)以下称为弱磁,但是太低容易造成精矿产率过低,回收率过低。
所述干式高效中磁磁选工艺,是在0.25~0.45T的磁场强度下进行的,中磁选机转速优选为35~65rpm。中磁主要是为了保证TiO2回收率。但如果中磁强度太高,铬含量要求得不到保证。
在上述转速范围内,转速相对高,减轻夹带影响,钛品位相对高些,铬含量相对低些,转速低,效果相反。
干式弱磁选工艺,选别次数优选为1次,干式中磁选工艺,选别次数优选为1~3次。
Cr2O3杂质含量不大于0.10%,这对进入钛精矿的铬铁矿量有很高的要求,铬铁矿稍微进去的多一点铬含量就不达标,并且需要尽可能的减小和消除磁团聚和磁夹杂影响。弱磁选能够将一半以上的合格钛精矿选出,中磁选再将部分磁性较弱的钛精矿选出,这部分铬含量往往是超标的,弱磁和中磁产品混合后铬含量能够满足要求,也能够保障回收率。如果先直接用干式中磁选工艺,会造成磁团聚和磁夹杂影响加剧,对降低钛精矿中Cr2O3杂质含量带来不利影响。
下面以实施例对本发明作进一步的说明。下述实施例为工业试验的结果,弱磁选设备采用干式永磁机,固定场强0.12T;中磁选设备采用干式永磁机,场强可调整;磁选设备处理量2.5-4.0t/h。
实施例1
1)将TiO2品位为3.35%、Cr2O3含量为0.38%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为39.15%、Cr2O3含量为3.78%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为660~770℃,焙烧时间为15min,自然冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.27T、磁选机转速为60rpm),得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.33%、Cr2O3含量为0.092%,TiO2作业回收率为86.23%。
实施例2
1)将TiO2品位为4.34%、Cr2O3含量为0.44%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为38.85%、Cr2O3含量为4.04%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为650~750℃,焙烧时间为20min,循环水冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.65%、Cr2O3含量为0.075%,TiO2作业回收率达到85.22%。
实施例3
1)将TiO2品位为1.96%、Cr2O3含量为0.34%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为37.93%、Cr2O3含量为3.83%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为650~750℃,焙烧时间为20min,循环水冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.43%、Cr2O3含量为0.10%,TiO2作业回收率达到85.87%。
实施例4
1)将TiO2品位为3.81%、Cr2O3含量为0.47%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为40.14%、Cr2O3含量为4.05%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为660~770℃,焙烧时间为20min,循环水冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为49.12%、Cr2O3含量为0.081%,TiO2作业回收率达到85.29%。
实施例5
1)将TiO2品位为2.47%、Cr2O3含量为0.28%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为39.07%、Cr2O3含量为4.57%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为650~750℃,焙烧时间为20min,循环水冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.28%、Cr2O3含量为0.071%,TiO2作业回收率达到85.06%。
实施例6
1)将TiO2品位为4.25%、Cr2O3含量为0.55%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为38.85%、Cr2O3含量为4.72%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为650~750℃,焙烧时间为20min,循环水冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.65%、Cr2O3含量为0.075%,TiO2作业回收率达为85.77%。
实施例7
1)将TiO2品位为2.77%、Cr2O3含量为0.36%的含铬钛铁矿矿石,经过常规选矿方法预富集,得到含铬钛粗精矿,TiO2品位为38.63%、Cr2O3含量为4.51%;经过脱水处理,将水分降低至12%以下;
2)将含铬的钛粗精矿,通过回转窑进行氧化焙烧,焙烧温度为680~800℃,焙烧时间为20min,循环水冷却;
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.49%、Cr2O3含量为0.042%,TiO2作业回收率为85.46%。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤:
3)冷却后的物料,经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.30T、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效中磁选精选(磁场强度为0.30T、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.42%、Cr2O3含量为0.15%。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤:
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选粗选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理。本对比例,精矿TiO2品位和Cr2O3含量均能满足要求,存在的问题是精矿回收率会低(TiO2作业回收率小于55%)。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤:
3)冷却后的物料,经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.3T、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理。本对比例,精矿TiO2品位和Cr2O3含量均能满足要求,但精矿回收率低(TiO2作业回收率小于55%)。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤:
3)冷却后的物料,经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.3T、磁选机转速为50rpm)磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.45%、Cr2O3含量为0.17%。
对比例5
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤:
3)冷却后的物料,经过1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为60rpm)磁选工艺处理,得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.45%、Cr2O3含量为0.047%,TiO2作业回收率为52.33%。
上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,包括下述的步骤:
将由含铬钛铁矿预富集得到的含铬钛粗精矿,在脱水后进行焙烧处理,得到焙烧矿;
将焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选和中磁磁选分段磁选工艺,得到TiO2品位大于47%、Cr2O3杂质含量不大于0.10%的钛精矿,所述弱磁磁选在0.05~0.20T的磁场强度下进行,所述中磁磁选在0.25~0.45T的磁场强度下进行。
2.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,所述预富集获得的含铬钛粗精矿,TiO2品位大于36%、Cr2O3含量大于1%。
3.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,所述脱水是将水分降低至12%以下。
4.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,所述焙烧处理焙烧温度为600~800℃,焙烧时间为10~30min。
5.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,所述弱磁磁选在0.08~0.15T的磁场强度下进行。
6.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,所述弱磁磁选机转速为30~40rpm,中磁磁选机转速为35~65rpm。
7.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,所述弱磁磁选选别次数为1次,中磁磁选选别次数为1~3次。
8.根据权利要求1所述的由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,其特征在于,采用所述方法TiO2作业回收率达到85%以上。
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