[發(fā)明專利]一種鈦鐵礦鹽酸浸出制備人造金紅石的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510273871.5
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104828864B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔濤;袁野;和曉才;彭建蓉;謝剛;李小英;賴浚;謝天鑒;施輝獻(xiàn);田林;徐慶鑫;許娜;魏可;柯浪;徐俊毅
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明冶金研究院
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司53100
• 代理人: 陳左,于洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦鐵礦鹽酸浸出制備人造金紅石的工藝。

背景技術(shù)

金紅石具有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、比重小等優(yōu)異性能，被廣泛用于航空、航天、機(jī)械、化工、海水淡化等行業(yè)。目前，我國金紅石年生產(chǎn)量僅數(shù)萬噸，而需求量已達(dá)百萬噸以上，供應(yīng)量嚴(yán)重短缺，因此絕大部分金紅石原料依賴于國外進(jìn)口，價格十分昂貴，從而導(dǎo)致國內(nèi)相關(guān)企業(yè)在國際競爭中處于不利地位。隨著天然金紅石產(chǎn)量日漸枯竭，可利用的高品位天然金紅石的供應(yīng)量急劇下降，而且這種趨勢將持續(xù)較長的時間，人造金紅石是在成分上和結(jié)構(gòu)性能上與天然金紅石相同的富鈦料，是天然金紅石的優(yōu)質(zhì)替代品，可以作為主要原料用于氯化法鈦白，四氯化鈦以及金屬鈦的生產(chǎn)過程中，以緩解當(dāng)前原材料短缺的危機(jī)。我國云南省尤其是昆明周邊地區(qū)的鈦精礦屬于原生鈦鐵礦，其主要以偏鈦酸鐵(FeO·TiO₂)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TiO₂品位受到一定的限制，過分追求TiO₂高品位的生產(chǎn)成本也過高。目前世界上生產(chǎn)人造金紅石比較成熟的工藝有還原銹蝕法、硫酸法和鹽酸法。

其中，還原銹蝕法是一種選擇性除鐵的方法，首先將鈦鐵礦中鐵的氧化物經(jīng)固相還原為金屬鐵，然后用電解質(zhì)水溶液將還原鈦鐵礦中的鐵銹蝕并分離出去，使TiO₂富集成人造金紅石，該方法具有人造金紅石產(chǎn)品粒度均勻、顏色穩(wěn)定、“三廢”易治理的特點，但僅適宜處理高品位的鈦鐵砂礦；硫酸法主要對高品位氧化砂礦進(jìn)行還原焙燒，經(jīng)過濃度為22～23％鈦白廢酸加壓浸出溶解礦中的鐵等雜質(zhì)，然后采用過濾洗滌和煅燒工序后，從而使得TiO₂富集，該方法不但可除去礦中的鐵，還可部分除去鈣、鎂、鋁和錳等可溶雜質(zhì)，還可以利用硫酸法鈦白生產(chǎn)廠的廢硫酸，降低成本，但該方法只適宜于處理高質(zhì)量的鈦鐵精礦，如果鈦鐵精礦品位較低，則會使工藝過程變得復(fù)雜，并會降低產(chǎn)品的質(zhì)量，同時三廢量大，副流程復(fù)雜。鹽酸法通過鹽酸加壓浸出，浸出速度快，除雜能力強(qiáng)，能除鐵，還可除鈣、鎂鋁和錳等雜質(zhì)，可獲得高品位的人造金紅石，但鈦鐵礦精礦加壓鹽酸浸出法制備人造金紅石在我國仍無大規(guī)模成功應(yīng)用于工業(yè)的先例，主要原因之一是浸出過程中物料大量粉化的問題。

因此，本領(lǐng)域目前迫切需要一種生產(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、低粉化率人造金紅石的工藝。

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、污染小且能以高鈣鎂的原生鈦鐵礦為原料生產(chǎn)出高品位、低粉化率人造金紅石的工藝。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鈦鐵礦鹽酸浸出制備人造金紅石的工藝，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)，鈦鐵礦配入炭質(zhì)還原劑進(jìn)行混料，炭質(zhì)還原劑加入的質(zhì)量為鈦鐵礦質(zhì)量的2％～12％；配入之后需使炭質(zhì)還原劑與鈦鐵礦充分混合均勻，使還原焙燒時炭質(zhì)還原劑能與鈦鐵礦充分反應(yīng)；

步驟(2)，對經(jīng)步驟(1)配入還原劑的鈦鐵礦進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度為600-900℃，焙燒時間為30～120min；

步驟(3)，還原焙燒后的鈦精礦在攪拌條件下進(jìn)行鹽酸加壓浸出，其中，加壓浸出所采用的鹽酸質(zhì)量濃度為15～25％，鹽酸與還原焙燒后的鈦精礦的液固比為6:1～10:1，加壓浸出的溫度為120～160℃，加壓浸出的時間為6～12h；

步驟(4)，將經(jīng)步驟(3)加壓浸出得到的物料進(jìn)行過濾，取濾渣，用質(zhì)量濃度1～2％的稀鹽酸洗滌濾渣至濾液無色，以防止濾渣夾帶雜質(zhì)；

步驟(5)，收集經(jīng)步驟(4)洗滌后的濾渣，烘干后在800～1000℃下煅燒1～4h，獲得人造金紅石；

步驟(6)，對步驟(4)過濾得到的濾液以及洗滌后的洗滌液進(jìn)行蒸餾再生，獲得的鹽酸返回步驟(3)的加壓浸出工藝中使用。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，步驟(1)采用的炭質(zhì)還原劑為石油焦、活性炭、乙炔黑和煤粉中的一種或幾種的組合。當(dāng)為組合物時，各組分間的比例不做要求；所述的鈦鐵礦為品位為45～52％的鈦鐵礦。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，步驟(2)所述的焙燒采用氣氛爐密閉焙燒。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，步驟(3)所述的攪拌的轉(zhuǎn)速為300～500r/min。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，步驟(5)所述的烘干溫度為70～90℃，時間為9～12h。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，步驟(5)所述的煅燒在馬弗爐中進(jìn)行。