專利名稱：：人造金紅石的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及人造金紅石的生產(chǎn)方法，屬于化工領(lǐng)域。技術(shù)背景釩鈦磁鐵礦在世界上的儲量很豐富，我國的儲量名列前茅，如攀西地區(qū)儲量就達(dá)百億噸，其鈦資源總儲量居全國之首。釩鈦磁鐵礦是一種多元素的共生礦，它的組成隨產(chǎn)地不同有一定差別，礦中含鐵(在礦中以鐵的氧化物形式存在)量一般在3034Wt。/。左右，其主要用作提鐵、釩、鈦的原料。礦石經(jīng)過破碎和選礦獲得鐵(釩)精礦，選鐵的尾礦用于回收鈦精礦。鈦精礦經(jīng)過處理得到鈦渣，鈦渣可以用來生產(chǎn)鈦白或人造金紅石。目前，現(xiàn)有的人造金紅石主要是利用鈦渣為原料，但其生產(chǎn)工藝都較為復(fù)雜。如專利號為5，830，420的美國專利，公開了將氧化焙燒和還原焙燒后的鈦渣在不小于125。C，0.3445MPa0.4823MPa下用無機(jī)酸酸浸，酸浸產(chǎn)物經(jīng)洗滌或洗滌、堿浸后，在60(TC80(TC煅燒得到高品位Ti02的方法。該方法所用原料為Ti02含量大于80wt^的高鈦渣，其酸浸過程是在高溫高壓下進(jìn)行的，能源利用率低，勞動強(qiáng)度大，對設(shè)備要求高，難以進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，而且該方法的煅燒溫度也過高，不利于能源節(jié)約。我國攀枝花地區(qū)的鈦精礦屬于原生鈦鐵礦，以偏鈦酸鐵(FeO*Ti02)晶格為基礎(chǔ)，含有鎂、錳、鋁、釩等氧化物雜質(zhì)固溶體。這種礦通過選礦手段進(jìn)一步提高Ti02品位受到一定的限制，過分追求Ti02高品位的生產(chǎn)成本也過高。目前攀枝花鈦精礦的Ti02品位一般都在4647Wt%左右。該礦的非鐵雜質(zhì)含量較高，一般都在1015%左右，礦中的氧化鎂和氧化鈣的合量一般都大于5%，用選礦或火法冶金不易除去。如果采用電爐熔煉這種鈦精礦，獲得的含高鈣鎂的低品位鈦渣(Ti02含量在7080Wt%)，這種鈦渣適合作為硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料；如果采用還原銹蝕法處理這種原生鈦鐵礦，也可以獲得含高鈣鎂的低品位人造金紅石(Ti02含量在80Wt%左右)。但這兩種方法生產(chǎn)的人造金紅石的品味太低，且鈣、鎂含量高，無法滿足高品味人造金紅石的要求。發(fā)明名稱為以低品位原生鈦鐵礦為原料制高品位人造金紅石的方法，申請?zhí)枮?3136052.l的中國專利，公開了原礦經(jīng)弱氧化處理，弱氧化礦采用鹽酸加壓浸出法將礦中鐵、鈣、鎂、鋁和錳等可溶性雜質(zhì)浸出，通過采用選礦方法將礦物中脈石選出，最終獲得高品位人造金紅石的方法。但該方法存在如下缺陷1、該方法采用加壓浸出，對設(shè)備要求高，產(chǎn)能低，極難實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；2、人造金紅石浸出工序細(xì)粒化問題未能很好控制；3、母液中細(xì)粒級人造金紅石需要加入絮凝劑才能回收細(xì)料級人造金紅石，過濾困難；4、浸出時間較長，浸出液固比較大；5、煅燒溫度高，能耗較大。因此，本領(lǐng)域目前迫切需求一種生產(chǎn)連續(xù)性好、能耗低、污染小且能以高鈣鎂的原生鈦鐵礦為原料生產(chǎn)出高品位(即金紅石二氧化鈦的含量達(dá)到90%左右或更高)人造金紅石的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述不足，提供一種生產(chǎn)連續(xù)性好、能耗低、污染小的以高鈣鎂的原生鈦鐵礦為原料生產(chǎn)出高品位人造金紅石的方法。本發(fā)明人造金紅石的生產(chǎn)方法，包括如下步驟a、鈦精礦于800110(TC氧化焙燒，然后于60090(TC還原焙燒；b、濃度1824%的鹽酸常壓下浸取還原焙燒后的鈦精礦；c、洗滌、過濾；d、收集濾餅煅燒即得。上述a步驟中的鈦精礦是高鈣鎂的原生鈦鐵礦石用常規(guī)方法經(jīng)過破碎、選礦、尾礦回收而得。上述a步驟氧化焙燒時所用的氧化劑可以為氧氣或含有氧氣的氣體如空氣等，氧化焙燒時間為30120min。a步驟氧化焙燒的目的是使鈦精礦中的鈦的晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石型。氧化焙燒后的氣體可以對下一批需要氧化焙燒的鈦精礦進(jìn)行預(yù)熱，以降低能耗。經(jīng)過氧化焙燒后，礦石中的鐵元素主要以Fe203形式存在，如果直接用酸浸取，則浸取率很低(約為40%60%左右)，為了使浸取率提高，需要先將Fe203還原為FeO(還原后浸取率可以提高到90%以上)。進(jìn)一步的，上述a步驟還原焙燒時所用的還原劑為還原性氣體，如煤氣、氫氣等，還原焙燒時間為3090min。進(jìn)一步的，為了使所得金紅石的品味(即金紅石型二氧化鈦的含量)更高，a步驟還原焙燒后的鈦精礦還經(jīng)過磁選，磁選的磁場強(qiáng)度為10003000高斯。通過磁選去除非磁性尾礦(非磁性尾礦主要為硅等雜質(zhì))，選中的磁性鈦精礦進(jìn)入b步驟。上述b步驟酸浸取時所用的鹽酸可以用硝酸、硫酸等代替。但用硝酸和硫酸時所得鐵鹽難以處理，會對環(huán)境造成污染。而用鹽酸浸取后的母液經(jīng)過噴霧焙燒可以使母液中的鐵、鎂、鈣氯化物轉(zhuǎn)化為氯化氫及相應(yīng)氧化物，氯化氫經(jīng)過水洗即得再生鹽酸，再生鹽酸可以于c步驟的鹽酸浸取中重復(fù)利用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。另外，生成的氧化鐵等可以作為煉鐵的原料，或用來生產(chǎn)顏料鐵紅，使鈦精礦資源得到充分利用。上述b步驟所用鹽酸的體積與浸取的還原焙燒后的鈦精礦的重量比為2.54:1ml/g，鹽酸浸取的時間為36h，浸取溫度為90105。C。c步驟中洗滌的目的是去除氯離子。進(jìn)一步的，為了使d步驟煅燒時間縮短，以節(jié)約能源，c步驟洗滌、過濾后的產(chǎn)物還進(jìn)行烘干，烘干溫度為8012(TC，為了進(jìn)一步降低能耗，可以用a步驟還原焙燒后的氣體進(jìn)行烘干(工業(yè)生產(chǎn)為多批次連續(xù)生產(chǎn)，即后一批產(chǎn)品的a步驟還原焙燒后的氣體可以用作前一批產(chǎn)品烘干)。上述d步驟煅燒溫度為30050(TC，煅燒時間為30120min，煅燒后即得人造金紅石。進(jìn)一步的，為了使人造金紅石的品味更高，還對e步驟煅燒后所得產(chǎn)物還進(jìn)行磁選，磁選的磁場強(qiáng)度為60009000高斯，去除磁性尾礦后的非磁性產(chǎn)物即為品味更高的人造金紅石。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明中所用鹽酸可以重復(fù)利用，節(jié)約了生產(chǎn)成本，避免了對環(huán)境的污染；通過對a、b步驟所得氣體的充分利用，使能耗大大降低；用常壓加熱鹽酸浸取，勞動強(qiáng)度小，能耗低，設(shè)備要求低，作業(yè)率高，易于實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；煅燒溫度低，煅燒時間短，進(jìn)一步降低了能耗。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實施例l2千克攀枝花鈦精礦(化學(xué)組成分析見表l)先進(jìn)行強(qiáng)氧化，氧化溫度為105(TC，氧化劑為空氣，氧化時間為60min;然后在焦?fàn)t煤氣氣氛下進(jìn)行還原，還原時間為45min，還原溫度S0(TC，得到還原后的鈦精礦；取800克還原后的鈦精礦，用蒸餾燒瓶加熱酸解浸取，浸取鹽酸濃度為20%，浸取液固比為3:1(ml:g)，浸取時間為5h，浸取壓力為常壓，浸取溫度為IO(TC。浸取過程中不停攪拌，浸出物冷卻沉降，然后對固相物進(jìn)行過濾，洗滌、IO(TC烘干，50(TC煅燒。得到人造金紅石產(chǎn)品?；瘜W(xué)組成見表l，所得人造金紅石粒度與原礦基本相同。過程回收率98.9%。表l攀枝花鈦精礦和人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>將實施例l所得還原后的鈦精礦進(jìn)行磁選(磁場強(qiáng)度1900高斯)，選出非磁性尾礦為2.5%，磁性精礦為97.5%。精礦中Ti02含量為48.10%、Si02含量為3.09%。將磁性鈦精礦800克用蒸餾燒瓶加熱酸解浸取，浸取鹽酸濃度為22%，浸取液固比為2.8:1(ml:g)，浸取時間為4h，浸取壓力為常壓，浸取溫度為102r。浸取過程中不停攪拌，浸出物冷卻沉降，然后對固相物進(jìn)行過濾，洗滌、IO(TC烘干，50(TC煅燒。得到人造金紅石產(chǎn)品?；瘜W(xué)組成見表2，人造金紅石粒度與原礦基本相同。過程回收率97.1%。表2人選金紅石化學(xué)組成(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3對實施例2的人造金紅石產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場強(qiáng)度6500高斯)，選出磁性尾礦占3.2wt%，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占96.9wt%。尾礦中含Ti0219.70%、Si0236.4%、MgO8.85%、CaO9.26%;經(jīng)過磁選后的人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成見表3。過程回收率96.2%。表3經(jīng)磁選得人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例4取實施例1所用的相同攀枝花鈦精礦2千克進(jìn)行強(qiáng)氧化，氧化溫度為100(TC，氧化劑為空氣，氧化時間為45min;再在焦?fàn)t煤氣氣氛下進(jìn)行還原，還原時間為30min，還原溫度80(TC，得到還原后的鈦精礦，對還原后的鈦精礦進(jìn)行磁選(磁場強(qiáng)度1600高斯)，選出非磁性尾礦2.9%，磁性精礦占97.1%。尾礦含Ti。216.20%、Si0233.9%、MgO10.15%、CaO8.51%;精礦中Ti02含量為48.25%、Si02含量為2.89。/。。取300克磁選后的磁性鈦精礦用蒸餾燒瓶加熱酸解浸取，浸取鹽酸濃度為22%，浸取液固比為3:1(ml:g)，浸取時間為6h，浸取壓力為常壓，浸取溫度為102'C。浸取過程中不停攪拌，浸出物冷卻沉降，然后對固相物進(jìn)行過濾，洗滌、IO(TC烘干，50(TC煅燒，得到人造金紅石產(chǎn)品。對人造金紅石產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場強(qiáng)度6500高斯)，選出磁性尾礦占3.5wt%，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占97.0wt%。尾礦中含Ti0229.70%、Si0233.4%、MgO9.85%、CaO9.78%。經(jīng)過磁選后的人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成見表4。過程回收率95.2%?；瘜W(xué)組成(wt%)樣品名稱Ca0Fe2C)3Fe0Mg0Mn0Si02Ti02人造金紅石0.191.76〈0.50.42〈0.14.1290.98實施例5取實施例1所用的相同攀枝花鈦精礦2千克進(jìn)行強(qiáng)氧化，氧化溫度為105(TC，氧化劑為空氣，氧化時間為90min;再在焦?fàn)t煤氣氣氛下進(jìn)行還原，還原時間為30min，還原溫度85(TC，得到還原后的鈦精礦，對還原后的鈦精礦進(jìn)行磁選(磁場強(qiáng)度1300高斯)，選出非磁性尾礦2.3%，磁性精礦占97.7%。尾礦含Ti0210.20%、Si0243.9%、MgO9.42%、CaO9.19%;精礦中Ti02含量為48.02%、Si02含量為2.74%。取300克磁選后的磁性鈦精礦用蒸餾燒瓶加熱酸解浸取，浸取鹽酸濃度為24%，浸取液固比為3:1(ml:g)，浸取時間為4h，浸取壓力為常壓，浸取溫度為102"C。浸取過程中不停攪拌，浸出物冷卻沉降，然后對固相物進(jìn)行過濾，洗滌、IO(TC烘干，50(TC煅燒，得到人造金紅石產(chǎn)品。并對人造金紅石產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場強(qiáng)度6500高斯)，選出磁性尾礦占2.3wt%，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占97.7wt%。尾礦中含Ti0216.70%、Si0230.4%。經(jīng)過磁選后的人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成見表5。過程回收率96.2%。表5非磁性人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成分析(wt%)樣品名稱CaOFe2C)3FeOMgOMnOSi02Ti02人造金紅石0.141.98〈0.50.36〈0.13.7892.98實施例6取實施例1所用的相同攀枝花鈦精礦2千克進(jìn)行強(qiáng)氧化，氧化溫度為100(TC，氧化劑為空氣，氧化時間為90min;再在焦?fàn)t煤氣氣氛下進(jìn)行還原，還原時間為30min，還原溫度85(TC，得到還原后的鈦精礦，對還原后的鈦精礦進(jìn)行前磁選(磁場強(qiáng)度1600高斯)，選出非磁性尾礦4.3%，磁性精礦占95.7%。尾礦含Ti0219.02%、Si0227.9%;精礦中TiO2含量為48.47%、Si02含量為3.04%。取300克磁選后的磁性鈦精礦用蒸餾燒瓶加熱酸解浸取，浸取鹽酸濃度為22%，浸取液固比為2.8:1(ml:g)，浸取時間為6h，浸取壓力為常壓，浸取溫度為102°C。浸取過程中不停攪拌，浸出物冷卻沉降，然后對固相物進(jìn)行過濾，洗滌、IO(TC烘干，50(TC煅燒，得到人造金紅石產(chǎn)品。并對人造金紅石產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場強(qiáng)度6200高斯)，選出磁性尾礦占3.Owt%，非磁Si0230.4%。經(jīng)過磁選后的人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成見表6。過程回收率94.9%。表6非磁性人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成分析(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1一6可以看出，用本發(fā)明方法生產(chǎn)的人造金紅石的品味都達(dá)到90%左右，其中經(jīng)過兩次磁選(即鈦精礦磁選和金紅石磁選)后的產(chǎn)品的品味都高于90%。權(quán)利要求1.人造金紅石的生產(chǎn)方法，包括如下步驟a、鈦精礦于800～1100℃氧化焙燒，然后于600～900℃還原焙燒；b、濃度18～24％的鹽酸常壓下浸取還原焙燒后的鈦精礦；c、洗滌、過濾；d、收集濾餅煅燒即得。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于a步驟氧化焙燒時所用的氧化劑為氧氣或空氣，氧化焙燒時間為30120min。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于a步驟還原焙燒時所用的還原劑為煤氣或氫氣，還原焙燒時間為3090min。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于b步驟所用鹽酸的體積與還原焙燒后的鈦精礦的重量比為2.54:1ml/g。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于b步驟鹽酸浸取的時間為36h，浸取溫度為90105'C。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于d步驟煅燒溫度為30050(TC，煅燒時間為3090min。7.根據(jù)權(quán)利要求l-6任一項所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于a步驟還原焙燒后的鈦精礦還經(jīng)過磁選，磁選的磁場強(qiáng)度為10003000高斯。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于d步驟煅燒后所得產(chǎn)物還進(jìn)行磁選，磁選的磁場強(qiáng)度為60009000高斯。9.根據(jù)權(quán)利要求l-6任一項所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于c步驟洗滌、過濾后還進(jìn)行烘干，烘干溫度為8012(TC。10.根據(jù)權(quán)利要求l-6任一項所述的人造金紅石的生產(chǎn)方法，其特征在于d步驟煅燒后所得產(chǎn)物還進(jìn)行磁選，磁選的磁場強(qiáng)度為60009000高斯。全文摘要本發(fā)明涉及人造金紅石的生產(chǎn)方法，屬于化工領(lǐng)域。本發(fā)明解決的技術(shù)問題為提供了一種生產(chǎn)連續(xù)性好、能耗低、污染小的以高鈣鎂的原生鈦鐵礦為原料生產(chǎn)出高品味人造金紅石的方法。本發(fā)明人造金紅石的生產(chǎn)方法，包括如下步驟a.鈦精礦于800～1100℃氧化焙燒，然后于600～900℃還原焙燒；b.濃度18～24％的鹽酸常壓下浸取還原焙燒后的鈦精礦；c.洗滌、過濾；d.收集濾餅煅燒即得。本發(fā)明方法可以用作人造金紅石的生產(chǎn)，其生產(chǎn)成本低，避免了對環(huán)境的污染，生產(chǎn)能耗低，易于實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。文檔編號C01G23/00GK101244841SQ20081030070公開日2008年8月20日申請日期2008年3月25日優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日發(fā)明者葉恩東,張繼東,陳德明申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司