[發明專利]含鈦材料細粒的團聚

在審

• 申請號: 201780030994.3
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN109153861A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: N·G·伯納德;J·M·布爾蒂圖德-保羅;R·W·富蘭克林
• 申請（專利權）人: 艾綠卡資源有限公司
• 主分類號: C09C1/36
• 分類號: C09C1/36;B01J2/28
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬莉華

一種主要為二氧化鈦材料的細粒的微團聚體，其中細粒通過多糖膠或纖維素衍生物結合在微團聚體中，并且其中微團聚體已在250?600℃的溫度范圍內加熱，使得當微團聚體經受與氯化方法中相當的高溫氣流條件時，多糖膠或纖維素衍生物是細粒的有效主要粘合劑。還公開了一種團聚主要是二氧化鈦的材料的細粒的方法。

發明領域

本發明一般涉及含鈦材料細粒的團聚，并且特別涉及主要是二氧化鈦的材料的團聚，例如金紅石和合成金紅石。

感興趣的一種應用是金紅石或合成金紅石的細粒組分與氯化方法(通常也稱為氯化顏料方法)的團聚，用于氯化加工鈦礦石，在本文中也稱為顏料氯化方法；本文詳細討論的主題正是基于這個背景。

本文的合成金紅石(SR)是指主要是二氧化鈦且是通過加工含鈦礦石而得到的材料，例如提高鈦含量的鈦鐵礦。

在本說明書的上下文中，“通過加工得到”包括通過物理過程，濕法冶金過程或火法冶金過程或其組合得到的材料。

背景技術

氯化過程需要用碳和氯氣對鈦礦石原料(例如金紅石，合成金紅石，鈦鐵礦或鈦渣)進行氯化，得到四氯化鈦TiCl4。在后處理中，通過蒸餾純化TiCl4，然后可以在氧氣火焰或等離子體中氧化TiCl4，得到純的TiO₂，或者例如用Mg還原得到鈦金屬。在鈦顏料氯化器的進料中存在細粒材料(＜100μm)是氯化處理的生產率的已知問題。例如，典型的合成金紅石含有從鈦顏料氯化器中吹掃(通常被稱為淘洗)來的幾乎沒有轉化為四氯化鈦的5-10％的細粒物質：這可能導致氯化器中顯著的鈦損失并伴隨相關的高殘留處理成本。因此，基于SR細粒含量的懲罰條款和/或隱藏定價結構和氯化器鈦回收率通常包含在氯化器操作員準備為他們的合成金紅石進料支付的最大價格中。因此，SR罰款通常代表SR生產商的收入損失。

一些礦砂沉積物含有大量的細粒鈦鐵礦，如果加工成合成金紅石，不適合作為顏料氯化器的原料。

先前提出的鈦礦物團聚技術包括通過焦化將細粒的含TiO₂的材料、瀝青焦化煤和水溶性粘合劑的混合物制備成復合團聚顆粒的過程。發現該過程是不可接受的，因為顏料氯化方法本身是還原氯化，因此進料材料中的碳必須以與含TiO₂材料特定的比例存在，這可能不適合復合材料強度的發展。此外，碳在氯化過程中受到侵蝕，并且團聚體因此在完全氯化發生之前分解，因此細小粒度的材料仍然通過夾帶在氣流中而損失。

在另一種先前提出的過程中，瀝青的水乳液用作含細粒的鈦材料的球團擠出成形中的粘合劑。然而，該過程需要在1000℃下緩慢固化以從球團中除去水并將有機材料轉化為碳。固化導致粘合劑在顆粒周圍和孔隙中結塊，形成良好的粘合；粘合劑和含鈦材料之間沒有化學鍵。除了在1000℃下固化之外，該過程還包括將擠出材料破碎成接近所需進料尺寸的尺寸范圍的步驟。

國際專利公開文本WO 90/010073公開了一種團聚細粒鈦合金材料的過程，其中將細粒礦物與粘合劑和水混合以產生團聚體，然后將其干燥和燒結。多種粘合劑建議使用，但僅特別舉例膨潤土和木質素磺酸鹽。據說燒結步驟將含鈦顆粒直接鍵合在一起并除去粘合劑。

美國專利7,931,886公開了使用各種粘合劑(包括有機粘合劑)的用于氯化過程的二氧化鈦礦渣進料的團聚顆粒或球團。優選的粘合劑是膠凝的玉米淀粉，但也例舉了包裝成商業產品佩利多(Peridur)的羧基甲基纖維素。空氣干燥球團，例如，在80℃下，沒有后續的煅燒或其他高溫處理是有利的，或者，球團可以在更高的溫度下處理，通常在約160℃至200℃甚至250℃，以獲得球團的干燥和硬化。