[發明專利]難熔煉鈦礦的預處理

無效

• 申請號: 200580047902.X
• 申請日: 2005-12-09
• 公開（公告）號: CN101115853A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: D·E·費哈爾斯特;B·J·薩巴基;J·S·朗
• 申請（專利權）人: 阿爾泰納米材料公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉冬;韋欣華

[0001]本申請要求2004年12月10日提交的U.S.S.N.60/635,284的優先權，其通過引用結合于本文中。

[0002]本發明涉及將鈦礦或其精礦加工成二氧化鈦或鈦金屬的方法。具體地講，所述方法涉及使得某些難熔煉礦可被浸出或溶解的新預處理步驟。

背景

[0003]US?6,375,923公開了從鈦礦制備二氧化鈦顏料的方法。所述方法特別適合未變化鈦鐵礦的處理。未變化鈦鐵礦FeO·TiO₂可溶解于高濃度鹽酸中且經溶解、溶劑萃取和水解后可回收純化的鈦化合物。

[0004]然而天然，鈦帖礦通常是已變化的或“風蝕的”。這種礦中，氧化鐵已部分轉化成鐵且原鈦鐵礦中的一些TiO₂已轉化成金紅石、白鈦石或另一不溶或部分溶解形式?？砂凑誙S?6,375,923中公開的方法，通過將中等風蝕礦溶解于濃鹽酸中來對其進行處理，但隨著風蝕或變化量提高，浸提操作的效率下降，留在礦渣中的TiO₂量增加，所述方法變得不經濟。

概述

[0005]目前已發現：可能使風蝕鈦鐵礦，或總的來說，不能以良好效率浸出或溶解的鈦礦經過簡單預處理步驟，提高溶液中TiO₂的回收率并明顯改善浸出或溶解工藝的經濟性。采用這種簡單預處理步驟可經濟地對含有TiO₂的礦(不僅鈦鐵礦，還有銳鈦礦、金紅石、白鈦石等含有大量TiO₂的礦)或其它不可溶氧化鈦化合物進行處理。所述簡單預處理步驟也特別適合于對從石油砂沉積物的礦物相產生的重精礦的處理。

[0006]在本發明中將在濃鹽酸中溶解度低的鈦礦稱為難熔煉礦。將難熔煉鈦礦與一種或多種鐵化合物混合并加熱到所述鐵化合物與所述不溶性鈦化合物之間發生反應的溫度以制備可溶性鈦化合物。

[0007]優選所述鐵化合物包括鐵氧化物、鐵金屬或混合物。需要的鐵金屬和鐵氧化物量取決于礦中的TiO₂量、二價鐵和三價鐵氧化物量及礦中有機物含量和熱處理條件等其它因素。通常在爐中受控氣氛下進行加熱。選擇和/或調整加入的鐵化合物和氣氛含量以產生在強氧化和強還原條件之間的中間條件。如果條件的氧化性或還原性太強，則處理后Ti在強酸中的溶解度會降低而不是提高。

[0008]這些加入物通過所含鐵和氧的量表征。鐵和氧的量可在較大范圍變化。優選鐵和氧的量將等于礦中存在的非鈦鐵礦TiO₂的量。如果礦中存在Fe₂O₃或其它氧化性氧化物，應將加入物中氧量減少。如果存在大量有機化合物，應將氧量增加。

[0009]應在適當高溫下進行預處理步驟以確保良好的反應動力學。然而如果溫度太高，將發生大量燒結且在進一步加工前所得產物可能需要被碾碎和磨碾。

附圖簡述

[0010]圖1-3顯示了在不同溫度和氧化電勢條件下穩定的不同鐵和鈦化合物的量。

[0011]圖4是本發明方法優選實施方案的流程圖。

[0012]圖5顯示了已將鐵粉和鐵氧化物混合物加入其中的鈦精礦在所得混合物加熱前的X-射線衍射圖。

[0013]圖6顯示了將圖5的混合物加熱并反應到1050℃3小時后的X-射線衍射圖。

詳述

[0014]難熔煉二氧化鈦精礦經過圖4中顯示的以下工序。

[0015]將鈦礦或其精礦與選自鐵氧化物、鐵金屬或鐵氧化物與鐵金屬混合物的鐵化合物混合。鐵氧化物可為Fe₂O₃、FeO、Fe₃O₄或任何中間氧化物。所述鐵氧化物可為氧化鐵礦。氧化鐵礦的實例有赤鐵礦、磁鐵礦、方鐵礦、黃鉀鐵礬和針鐵礦。所述鐵氧化物也可從煉鋼形成的氧化層，所謂的鐵鱗獲得。鐵金屬可為粉末或粗料。優選粒徑小(＜1mm)的鐵化合物，因為它使得不同組分接觸良好。可以任何方式進行混合工序?；旌瞎ば?0還可與粉碎、?；蛟炝９ば蚪Y合以使得混合物達到下一操作步驟所需的物理條件。

[0016]所需鐵化合物量的初步估計是根據礦中TiO₂和添加劑中FeO之間的化學反應：

TiO₂+FeO→FeO·TiO₂(鈦鐵礦)

[0017]可直接加入FeO或可通過將鐵金屬和鐵氧化物以一定方式混合獲得等量的FeO，使得該混合物中鐵/氧摩爾比等于1。