[發明專利]一種高溫富集分離含鈦高爐渣中鈦資源的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810892704.2
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN108950226A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 黨杰;范剛強;張潤;呂學偉;張生富;扈玫瓏;白晨光
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B23/02
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

本發明涉及一種高溫富集分離含鈦高爐渣中鈦資源的裝置及方法，該裝置包括結晶設備和分離設備，結晶設備為恒溫結晶設備，用于對其中的爐渣進行處理，使含鈦高爐渣中鈣鈦礦充分結晶；分離設備利用液體的流動性和壓差，將結晶的鈣鈦礦攔截，將熔化狀態的尾渣收集入渣罐。該裝置結構簡單，使用方便，使用該裝置從含鈦高爐渣中分離鈦資源的方法操作簡單，對技術人員的要求低，而且可以更快更多的收集鈦資源。

技術領域

本發明涉及冶金領域，具體涉及一種高溫富集分離含鈦高爐渣中鈦資源的裝置及方法。

背景技術

四川攀西地區是我國鈦資源最豐富、最集中的地區，已探明儲量9.65億噸（以TiO₂計），占全國鈦資源儲量的90%以上，占世界鈦資源儲量的38.85%。攀西地區的鈦資源以釩鈦磁鐵礦為主，伴隨著高鈣鎂含量的特點。釩鈦磁鐵礦經兩次選礦后得到鐵精礦和鈦精礦，釩鈦磁鐵礦中50%的TiO₂都進入鐵精礦中，鐵精礦經高爐冶煉后得到鐵水和含TiO₂ 25%左右的含鈦高爐渣。

由于含鈦高爐渣中TiO₂的含量過高導致無法直接用作水泥原料，并且渣中含鈦物相的離散分布及晶粒細小導致傳統礦物分選工藝無法進行直接分選。中國的含鈦高爐渣都以堆積的方式堆放于渣場中，到目前為止，中國已經積累了超過1億噸的高鈦礦渣，其中二氧化鈦含量超過2500萬噸，并以每年300多萬噸含鈦高爐渣生產量增長，含鈦高爐渣的有效綜合利用是個亟待解決的問題。

國內外的科研工作者對含鈦高爐渣的綜合利用進行了大量的研究，最終提出了“選擇性析出—選擇性長大—選擇性分離”的思路，即通過調整爐渣化學成分、溫度、氣氛等，并對爐渣進行熱處理，促使含鈦物相的析出與長大，再通過選礦的方法選擇性分離富鈦相。

在含鈦高爐渣冷卻過程中，可能生成鈣鈦礦、黑鈦石、金紅石、攀鈦透輝石等多種含鈦物相。理論計算和實驗結果均表明以最先析出的鈣鈦礦作為富鈦相是最好的選擇。爐渣冷卻后，采用“破碎-磨細-選礦”的工藝進行鈣鈦礦的分選，選礦工藝主要有：磁選、重選和浮選三種。

其中，磁選工藝由于鈣鈦礦和鈦透輝石的比磁化率相差不大，且都介于磁性物質和非磁性物質之間，導致磁選工藝的效果不太理想；重選和浮選工藝的磨礦費用高，且重選工藝不能有效地分選粒度較細的顆粒，造成資源浪費，浮選工藝的藥劑使用量大，還會對環境造成污染。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的一個目的是提供一種結構簡單，使用方便，含鈦高爐渣中鈦資源分離效率高的裝置。

本發明的另一個目的是提供一種從鈦高爐渣中高效鈦資源的方法。

為實現上述第一個目的，本發明采用如下技術方案：一種高溫富集分離含鈦高爐渣中鈦資源的裝置，包括結晶設備和分離設備，其特征在于：

結晶設備：該結晶設備為恒溫結晶設備，包括電極、加熱爐蓋和爐體；

所述加熱爐蓋和爐體可拆卸密封連接，電極設置在加熱爐蓋上，用于對爐體內的初始爐渣進行加熱；具體實施時，可以直接打開加熱爐蓋，將初始爐渣倒入爐體內，也可以在加熱爐蓋上設置一個漏斗形的加入結構，初始爐渣通過該漏斗形的加入結構進入爐體內；

分離設備：該分離設備為高溫分離設備，包括渣罐、保溫爐蓋、渣包爐殼體、發熱體、過濾網、尾渣罐和真空泵；

所述渣罐用于將結晶設備處理后的鈦高爐渣加入到渣包爐殼體內；

所述渣包爐殼體的頂端與保溫爐蓋可拆卸密封連接，渣包爐殼體的底端與尾渣罐的頂端可拆卸密封連接，并且渣包爐殼體與尾渣罐之間設有過濾網；所述尾渣罐是現有工業成品，因此在本發明中不再贅述其結構；

所述發熱體設置在渣包爐殼體外周，用于對渣包爐殼體進行加熱；發熱體8可以選擇任何現有的，且便于對整個渣包爐殼體進行加熱的加熱結構，比如可以選擇發熱線圈等；