專利名稱：以低品位原生鈦鐵礦為原料制造高品位人造金紅石的方法
涉及領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種人造金紅石的制造方法，特別是一種以低品位原生鈦鐵礦為原料制造高品位人造金紅石的方法。
背景技術(shù)：
釩鈦磁鐵礦在世界上的儲(chǔ)量很豐富，我國(guó)的儲(chǔ)量名列前茅，四川攀西地區(qū)和河北承德地區(qū)儲(chǔ)量達(dá)百億噸。我國(guó)是開采利用釩鈦磁鐵礦規(guī)模最大和冶煉釩鈦磁鐵鐵礦技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家，每年開采原礦石近2000萬(wàn)噸，如果所有的選鐵尾礦都用來(lái)選取鈦精礦，按現(xiàn)有的選礦技術(shù)每年可產(chǎn)鈦精礦(TiO2含量47Wt％左右)50萬(wàn)噸左右。
我國(guó)是鈦礦資源較豐富的國(guó)家，但鈦砂礦資源較少，分布也較分散，至今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大型鈦砂礦床。所以，從釩鈦磁鐵礦中回收鈦鐵礦成為我國(guó)鈦原料的重要來(lái)源之一；另外釩鐵磁鐵礦是一種多元素的共生礦，只有綜合利用才具有較好的經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值。從上述兩方面考慮，釩鈦磁鐵礦資源綜合利用引起國(guó)家極大關(guān)注。
釩鈦磁鐵礦是一種多元素的共生礦，它的組成隨產(chǎn)地不同有所差別。一般來(lái)講，礦中含鐵(在礦中以鐵的氧化物形式存在)30～34Wt％，V2O50.3～1Wt％，TiO28～14Wt％，主要用作提取鐵、釩、鈦的原料。開采出來(lái)的礦石，經(jīng)過(guò)破碎和選礦獲得鐵(釩)精礦，用作冶煉鋼鐵的原料。在鋼鐵冶煉過(guò)程中，產(chǎn)生一種稱為“釩渣”的副產(chǎn)品，是用于提取釩產(chǎn)品的原料。選鐵的尾礦用于回收鈦鐵礦精礦(以下簡(jiǎn)稱為鈦精礦)，它是用作提取鈦產(chǎn)品的原料。
國(guó)家在七、八十年代組織了全國(guó)有關(guān)枝術(shù)力量開展了釩鈦磁鐵礦資源綜合利用研究，其中鈦資源的利用始終是研究的焦點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
從釩鐵磁鐵礦的選鐵尾礦中回收的鈦精礦，是一種含高鈣鎂的低品位原生礦，礦中TiO2含量只有46～47Wt％，非鐵雜質(zhì)高達(dá)10～15Wt％，其中CaO含量為1～2Wt％，MgO含量為3～7Wt％，SiO2含量為3～5Wt％。這種鈦精礦可直接用作硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料，但產(chǎn)生大量的硫酸亞鐵廢料，并且由于鈣鎂等雜質(zhì)含量高致使酸耗量大，酸解殘?jiān)慷唷?br> 采用電爐熔煉這種鈦精礦，獲得的是含高鈣鎂的低品位鈦渣(TiO2含量75～80％)，這種鈦渣適合作為硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料。采用還原銹蝕法(國(guó)外稱為Becher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(TiO2含量80％左右)。電爐法和還原銹蝕法制造的這種含高鈣鎂的低品位人造金紅石，不適合作為沸騰床氯化法生產(chǎn)四氯化鈦的原料，因?yàn)殁}鎂雜質(zhì)在氯化后生成CaCl2和MgCl2，它們?cè)诼然瘻囟认鲁室后w狀態(tài)，在床中積累會(huì)破壞沸騰床的正常操作。鈣鎂氯化物是高沸點(diǎn)化合物，不能從氯化爐中揮發(fā)出來(lái)，需從爐中以爐渣形式排出，影響氯化爐的連續(xù)操作。
含高鈣鎂的低品位人造金紅石可采用熔鹽氯化等方法來(lái)氯化生產(chǎn)四氯化鈦，但因?yàn)槿嗽旖鸺t石中雜質(zhì)含量高致使氯耗量大，產(chǎn)生廢料多，使用這種低品位人造金紅石作為氯化原料經(jīng)濟(jì)上不合算，大量含氯化物廢料的處理也很困難。
美國(guó)Benilite公司在1974年9月10日申請(qǐng)、1976年7月6日授權(quán)的美國(guó)專利3967954公開了一種鹽酸循環(huán)浸出法(簡(jiǎn)稱為BCA法)。它是以高品位鈦鐵礦砂礦(含TiO2≥54％)為原料，經(jīng)過(guò)預(yù)氧化-預(yù)還原、加壓浸出、過(guò)濾、洗滌、煅燒獲得含TiO294％的人造金紅石；浸出母液經(jīng)噴霧焙燒法再生鹽酸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鹽酸的循環(huán)利用。
近年來(lái)，國(guó)外對(duì)鹽酸法又進(jìn)行了更廣泛深入研究，其中澳大利亞Austpac資源公司在1993年3月1日中請(qǐng)、1997年1月21日授權(quán)的美國(guó)專利5595347和1994年8月24日申請(qǐng)、1997年6月3日授權(quán)的5635152中公開了一種ERMS法(焙燒磁選鈦鐵礦精礦流態(tài)化二段逆流常壓浸出法)，加拿大Tiomin資源公司在1996年8月31日申請(qǐng)、1999年3月23日授權(quán)的美國(guó)專利5885324公開了一種TSR法(鈦鐵礦預(yù)氧化-還原處理礦流態(tài)化五段逆流常壓浸出法)。
國(guó)外研究的鹽酸浸出法都是以高品位的砂礦為原料，對(duì)含高鈣鎂的原生鈦鐵礦幾乎還沒(méi)有進(jìn)行研究，更沒(méi)有有關(guān)大型試驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)化的報(bào)導(dǎo)。
加拿大QIT公司在1995年11月21日申請(qǐng)、1998年11月3日授權(quán)的美國(guó)專利5830420中公開了一種鈦渣-高溫氧化-還原-鹽酸加壓浸出方法；在1987年12月9日申請(qǐng)、1995年2月14日授權(quán)的美國(guó)專利5389355和1990年3月27日申請(qǐng)、1991年12月5日授權(quán)的美國(guó)專利5063032公開了一種鈦渣一部分氯化-鹽酸加壓浸出方法。
從釩鐵磁鐵礦的選鐵尾礦中回收的鈦精礦與上述專利中所用礦在化學(xué)組成上有很大差別上述專利中所用鈦鐵礦含鈦低而含鐵高，直接采用酸浸法制造人造金紅石可以說(shuō)是不經(jīng)濟(jì)的，因此采用鈦渣-酸浸法制造UGS(鈦渣富集物，TiO2含量95％)的工藝路線；而從釩鐵磁鐵礦的選鐵尾礦中回收的鈦精礦含鈦高而含鐵低，如果也采用鈦渣-酸浸法制造UGS的工藝路線，不僅流程長(zhǎng)而且能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種流程短、回收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好且能耗低的以低品位原生鈦鐵礦為原料制造高品位人造金紅石的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的一種以低品位原生鈦鐵礦為原料制造高品位人造金紅石的方法，其特征在于1、先對(duì)低品位原生鈦鐵礦進(jìn)行弱氧化處理，得弱氧化礦；2、對(duì)弱氧化礦進(jìn)行前磁選，除去礦中非磁性的脈石礦物，得到磁選精礦；3、加入鹽酸進(jìn)行加壓浸出，將礦中大部分可溶性雜質(zhì)溶解出來(lái)；4、用沉降傾析法將固相物和母液分開，母液經(jīng)沉降和過(guò)濾得清液和細(xì)粒產(chǎn)品，含少量母液的固相物經(jīng)過(guò)濾和洗滌得粗粒產(chǎn)品；5、將所得粗粒和細(xì)粒產(chǎn)品經(jīng)烘干和煅燒；6、煅燒后的粗粒產(chǎn)品經(jīng)過(guò)后磁選，細(xì)粒產(chǎn)品經(jīng)制粒處理，獲得適合于沸騰床氯化制造四氯化鈦使用的高品位人造金紅石；7、浸出母液經(jīng)焙燒使其中鐵的氯化物等與氧和水反應(yīng)分解為氯化氫和相應(yīng)的氧化物，反應(yīng)生成的氯化氫用洗滌水吸收為鹽酸，再生的鹽酸返回浸出工序使用，實(shí)現(xiàn)鹽酸在過(guò)程中循環(huán)使用。
一種優(yōu)選方案，所述步驟1中的弱氧化溫度為680～800℃，氧化時(shí)間為5～30分鐘。
一種優(yōu)選方案，所述步驟1中的弱氧化處理的氧分壓大于5％時(shí)，弱氧化溫度為680～750℃，氧化時(shí)間為5～15分鐘。
一種優(yōu)選方案，所述步驟1中的弱氧化處理的氧分壓小于5％時(shí)，弱氧化溫度為750～800℃，氧化時(shí)間為15～30分鐘。
一種優(yōu)選方案，所述步驟3中所述入的鹽酸(毫升)與所述步驟1中加入的鈦鐵礦(克)之間的液固比為2.8～3.8∶1。
一種優(yōu)選方案，所述步驟3中的浸出溫度為120～150℃，壓力為0.1～0.4Mpa。
一種優(yōu)選方案，所述步驟5中所述烘干的溫度為100～500℃，所述煅燒的溫度為750～1000℃。
一種優(yōu)選方案，所述步驟4中在母液過(guò)濾前，先用含酸的水浸濕濾紙和濾布。
一種優(yōu)選方案，所述步驟4中所述洗滌采用多段逆流洗滌法。
一種優(yōu)選方案，所述步驟3采用兩段浸出法，即先加入部分鹽酸，浸出完畢后分離出母液，再加入剩余量的鹽酸進(jìn)行第二段浸出。
一種優(yōu)選方案，所述步驟3中所述兩段浸出法中先加入的鹽酸量占加入鹽酸總量的50～60wt％。
一種優(yōu)選方案，所述步驟6中所述烘干的溫度為100～500℃，所述煅燒的溫度為750～1000℃。
一種優(yōu)選方案，所述步驟7中所述浸出母液的焙燒溫度為500～800℃。
由于原生鈦鐵礦在鹽酸中具有易溶性，采用弱氧化加壓浸出就可比較徹底地將礦中可溶性雜質(zhì)(鐵、鈣、鎂、錳和鋁的氧化物)溶解出來(lái)。礦中SiO2不溶于酸，它會(huì)在產(chǎn)品中成倍地富集，采用在浸出前后用磁選方法將含SiO2的脈石礦物分離出來(lái)，這樣就可獲得高品位的產(chǎn)品。
弱氧化礦經(jīng)前磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度6000～9000高斯)選出非磁性脈石礦物為尾礦，磁性部分為磁選精礦。尾礦中主要是料長(zhǎng)石、鈦輝石以及它們與含有少量鈦鐵礦的連生體。通過(guò)前磁選，可除去礦中25～30％的SiO2。
磁選精礦作為加壓浸出的原料。浸出過(guò)程的主要反應(yīng)如下
在浸出過(guò)程中由于礦中的TiO2溶解，而后又會(huì)發(fā)生水解生成細(xì)粒產(chǎn)品，這就是所謂的細(xì)化現(xiàn)象。原礦直接浸出，細(xì)化產(chǎn)品較多。原礦經(jīng)過(guò)弱氧化處理后再浸出，就可以減少細(xì)化現(xiàn)象。
原生鈦鐵礦的特點(diǎn)是礦中鐵元素主要以Fe+2狀態(tài)存在，礦中Fe+3一般只占總鐵的1/5～1/10。弱氧化是在適當(dāng)條件下使部分Fe+2氧化成Fe+3，經(jīng)弱氧化處理后的礦中的Fe+3量不超過(guò)總鐵量的40％。這種弱氧化礦具有如下特性(1)經(jīng)弱氧化處理，礦中鈦鐵礦磁性增加，有利于采用磁選方法選出非磁性和弱磁性的脈石礦物；(2)弱氧化礦中的鐵和其它可溶性雜質(zhì)仍具有較易溶于鹽酸的特性；(3)弱氧化礦中的TiO2具有較難溶于鹽酸的特性。這樣有利于實(shí)現(xiàn)選擇性浸出，并有利于減少礦在浸出過(guò)程中的細(xì)化現(xiàn)象。
在空氣氣氛下進(jìn)行弱氧化，容易引起過(guò)氧化，造成浸出效果不好。采用在降低氧分壓氣氛下進(jìn)行弱氧化，氧化產(chǎn)品的氧化度較低，浸出效果提高。但弱氧化礦中的三價(jià)鐵含量比原礦高2～4倍，因?yàn)槿齼r(jià)鐵比二價(jià)鐵難浸出，所以弱氧化礦的常壓浸出不僅浸出速度慢，而且獲得的產(chǎn)品品位也低。弱氧化礦采用加壓浸出法，可獲得高品位產(chǎn)品。
所以本發(fā)明推薦采用弱氧化礦加壓浸出法，因?yàn)榻鲞^(guò)程產(chǎn)生的細(xì)粒產(chǎn)品少，同時(shí)加壓浸出法因浸出溫度高致使浸出速度快，可將可溶性雜質(zhì)的浸出率達(dá)到95％以上，從而可獲得高品位的產(chǎn)品。
浸出產(chǎn)物用沉降傾析法將母液(含細(xì)粒產(chǎn)品)和固相物分開，母液經(jīng)沉降和過(guò)濾獲得清母液和細(xì)粒產(chǎn)品；含少量母液的固相物經(jīng)過(guò)濾和洗滌獲得粗粒產(chǎn)品。本專利改進(jìn)了浸出產(chǎn)物的處理方法，在浸出完畢后讓母液中的粗粒產(chǎn)品沉降下來(lái)，然后再分離出含細(xì)粒的母液，試驗(yàn)證明采用弱氧化礦為原料時(shí)，細(xì)粒產(chǎn)品占總產(chǎn)品量的1～2wt％。原礦直接浸出方案，細(xì)粒產(chǎn)品只占總產(chǎn)品量的6wt％以上。
細(xì)粒產(chǎn)品的粒度細(xì)，可經(jīng)制粒處理后作為沸騰床氯化制造四氯化鈦的原料；還可經(jīng)包膜處理作為金紅石型鈦白的代用品。
在母液中加入絮凝劑(如聚丙烯酰胺水溶液)使其中的細(xì)化產(chǎn)品絮凝沉降下來(lái)，將上層清母液分離出來(lái)，再將含有細(xì)化產(chǎn)品的底流進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾前，濾紙或?yàn)V布先用酸水浸濕，可以防止在進(jìn)行過(guò)濾時(shí)母液中的鈦離子在濾紙或?yàn)V布上發(fā)生水解生成膠體狀物堵塞濾孔造成過(guò)濾困難，提高過(guò)濾速度和洗滌速度，并可大幅度減少洗滌水用量，有效解決了含有細(xì)粒產(chǎn)品的母液過(guò)濾難的問(wèn)題。
產(chǎn)品濾餅的洗滌，采用多段逆流洗滌法，既避免了第一次洗滌用不含酸水洗滌造成濾餅中鈦離子水解生成膠體物使洗滌速度慢的問(wèn)題，又大大減少了洗滌水量，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的酸水平衡是十分重要的。
本發(fā)明采用兩段浸出法使浸出時(shí)的液固比減少，并可提高浸出設(shè)備的產(chǎn)能。在進(jìn)行兩段浸出時(shí)，在浸出釜中加入的鈦鐵礦的量為一段浸出時(shí)的兩倍，加入總酸量的55wt％左右的酸進(jìn)行第一段浸出；浸出完畢后分離出母液，再加入其余45wt％左右的酸進(jìn)行第二段浸出，其它操作與一段浸出相同。
經(jīng)過(guò)洗滌的粗粒和細(xì)粒產(chǎn)品，在100～500℃下烘干，然后在750～1000℃下煅燒15～30分鐘，烘干和煅燒可在同一設(shè)備中依次完成。
對(duì)煅燒后的粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選，選出弱磁性的脈石礦物。尾礦中主要是鈦輝石與含少量金紅石的連生體(鈦輝石部分表面有一層很薄的金紅石)，以及少量鈦輝石與斜長(zhǎng)石的連生體，還有極少量未反應(yīng)和反應(yīng)不完全的鈦鐵礦。浸出比較完全所獲得的粗粒產(chǎn)品，在磁場(chǎng)強(qiáng)度8000～9000高斯下進(jìn)行磁選，可選出3.6～3.9wt％的磁性尾礦，尾礦中TiO2含量19～26wt％，SiO2含量35～45wt％。經(jīng)過(guò)后磁選，粗粒產(chǎn)品的品位一般可提高2～3％。后磁選除去了產(chǎn)品中30～35wt％的SiO2。
浸出母液經(jīng)焙燒使其中鐵的氯化物等與空氣中的氧反應(yīng)分解為氯化氫和相應(yīng)的氧化物，主要反應(yīng)如下
反應(yīng)生成的氯化氫用洗滌水吸收為鹽酸，再生的鹽酸返回浸出工序使用，實(shí)現(xiàn)鹽酸在過(guò)程中循環(huán)使用。
根據(jù)原生鈦鐵礦的特點(diǎn)，原礦經(jīng)弱氧化處理，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；礦中不溶于酸的硅雜質(zhì)在浸出前后采用選礦方法將含硅的脈石礦物選出，最終獲得含TiO292～93％的高品位人造金紅石產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到國(guó)外用高品位鈦鐵礦礦砂礦經(jīng)預(yù)氧化和預(yù)還原處理-鹽酸加壓浸出法制造的同類產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。
與上述采用鈦渣-酸浸法制造UGS的工藝路線相比，本專利針對(duì)原生鈦鐵礦的特性，采用弱氧化礦加壓浸出法制造高品位人造金紅石，流程短、回收率高且能耗低。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1不經(jīng)弱氧化處理如圖1所示，1千克攀技花鈦鐵礦(化學(xué)組成分析如表1)和19％鹽酸3400毫升加入鋯制加壓浸出釜中，在溫度140℃(釜內(nèi)壓力0.25～0.3Mpa)下浸出7小時(shí)。浸出物冷卻并使粗粒產(chǎn)品沉降下來(lái)，倒出母液過(guò)濾獲得細(xì)粒產(chǎn)品濾餅，依次經(jīng)洗滌，200℃烘干，850℃鍛燒，得到細(xì)粒產(chǎn)品。取出浸出釜底部的含有少量母液的粗粒進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、200℃烘干、850℃煅燒，得到粗粒產(chǎn)品。細(xì)粒產(chǎn)品占6.1wt％，其中TiO2含量94.1wt％；粗粒產(chǎn)品占93.9wt％。其化學(xué)組成如表1，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率97.8％。
表1攀技花鈦鐵礦精礦和粗粒產(chǎn)品化學(xué)組成*(wt％，下同)

*用常規(guī)方法進(jìn)行化學(xué)分析(下同)。
實(shí)施例2經(jīng)弱氧化處理1.5千克攀技花鈦鐵礦精礦(化學(xué)組成如表1)先在坩堝爐內(nèi)弱氧化，爐內(nèi)氣氛中的氧分壓保持在3～5％(體積計(jì))，將其加熱至750℃，保溫30分鐘，得弱氧化鈦鐵礦。取1千克弱氧化鈦鐵礦(化學(xué)組成如表2)和25％鹽酸2800毫升加入鋯制加壓浸出釜中，在溫度130℃(釜內(nèi)壓力0.25～0.3Mpa)下進(jìn)行浸出7小時(shí)。浸出物冷卻并使粗粒產(chǎn)品沉降下來(lái)，倒出母液進(jìn)行過(guò)濾獲得細(xì)粒產(chǎn)品濾餅，依次經(jīng)洗滌，100℃烘干，750℃鍛燒，得到細(xì)粒產(chǎn)品。取出浸出釜底部的含有少量母液的粗粒進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、100℃烘干、750℃煅燒，得粗粒產(chǎn)品。細(xì)粒產(chǎn)品占1.3wt％，TiO2含量94.7wt％。粗粒產(chǎn)品占98.7wt％，化學(xué)組成如表2，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率97.7％。
表2攀技花弱氧化鈦鐵礦和粗粒產(chǎn)品化學(xué)組成(wt％，下同)

實(shí)施例3弱氧化鈦鐵礦前磁選精礦浸出將實(shí)施例2所用的相同弱氧化鈦鐵礦進(jìn)行前磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度2000高斯)，選出非磁性尾礦占2.9wt％，磁性精礦占97.1wt％。尾礦含TiO28.5wt％，含SiO238.2wt％；精礦含TiO248.6wt％，含SiO23.2wt％。以前磁選選出的磁性精礦1千克作為浸出原料，加入濃度為20％鹽酸3200ml，浸出溫度為135℃浸出時(shí)間為6小時(shí)，300℃烘干、900℃煅燒，其它與實(shí)施例1相同，獲得細(xì)粒產(chǎn)品占1.4wt％，TiO2含量94.5wt％。粗粒產(chǎn)品占98.6wt％，化學(xué)組成如表3，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率97.1％。
表3粗粒產(chǎn)品化學(xué)組成

實(shí)施例4弱氧化鈦鐵礦前磁選精礦浸出，并對(duì)粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選對(duì)實(shí)施例3的粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度8800高斯)，選出磁性尾礦占3.9wt％，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占96.1wt％。尾礦含TiO219.7wt％，含SiO240.2wt％；經(jīng)后磁選的人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成如表4。過(guò)程回收率96.1％。
表4經(jīng)后磁選的人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成

實(shí)施例5細(xì)粒產(chǎn)品的制粒處理細(xì)粒產(chǎn)品(粒度＜0.05mm，TiO294.5％)在園盤造粒機(jī)中，以聚乙烯醇水溶液進(jìn)行造粒，造粒后的產(chǎn)物在回轉(zhuǎn)爐中于200～500℃下干燥燒結(jié)，獲得粒度為0.1～0.4mm的產(chǎn)品，TiO2含量94.2％。產(chǎn)品粒度符合沸騰氯化對(duì)粒度(0.1～0.45mm≮75％)的要求。
實(shí)施例6弱氧化磁選精礦浸出，并對(duì)粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選實(shí)施例1所用的相同鈦鐵礦先在坩堝爐內(nèi)進(jìn)行弱氧化，爐內(nèi)氣氛中的氧分壓保持在3～5％(體積計(jì))，將其加熱至800℃，保溫20分鐘。對(duì)弱氧化礦進(jìn)行前磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度1600高斯)，選出非磁性尾礦占3.2wt％，磁性精礦占96.8wt％。尾礦含TiO212.3wt％，含SiO231wt％。精礦中TiO248.1wt％，F(xiàn)e2O312.5wt％，SiO23.4wt％。以前磁選選出的磁性弱氧化精礦作為浸出原料，與實(shí)施例1相同的條件和相同的操作方法，獲得細(xì)粒產(chǎn)品占1wt％，TiO2含量93.9wt％；粗粒產(chǎn)品占99wt％。粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度8800高斯)，選出磁性尾礦占3.7wt％，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占96.3wt％，化學(xué)組成如表5，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率95.4％。
表5非磁性人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成分析

實(shí)施例7弱氧化磁選精礦浸出，并對(duì)粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選實(shí)施例1所用的相同鈦鐵礦先在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行弱氧化，爐內(nèi)氣氛中的氧分壓保持在8～15％(體積計(jì))將其加熱至700℃，保溫5分鐘。對(duì)弱氧化礦進(jìn)行前磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度1600高斯)，選出非磁性尾礦占3.2wt％，磁性精礦占96.8wt％。尾礦含TiO212.3wt％，含SiO231wt％。精礦中TiO248.1wt％，F(xiàn)e2O312.5wt％，SiO23.4wt％。以前磁選選出的磁性弱氧化精礦作為浸出原料，與實(shí)施例1相同的條件和相同的操作方法，獲得細(xì)粒產(chǎn)品占11wt％，TiO2含量93.9wt％；粗粒產(chǎn)品占89wt％。粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度8800高斯)，選出磁性尾礦占3.7wt％，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占96.3wt％，化學(xué)組成如表6，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率95.2％。
表6非磁性人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成分析

實(shí)施例8弱氧化磁選精礦浸出，并對(duì)粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選實(shí)施例1所用的相同鈦鐵礦先在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行弱氧化，將其加熱至750℃，保溫20分鐘。對(duì)弱氧化礦進(jìn)行前磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度1600高斯)，選出非磁性尾礦占5.2wt％，磁性精礦占94.8wt％。尾礦含TiO230.3wt％，含SiO217wt％。精礦中TiO247.1wt％，F(xiàn)e2O320.5wt％，SiO23.6wt％。以前磁選選出的磁性弱氧化精礦作為浸出原料，與實(shí)施例1相同的條件和相同的操作方法，獲得細(xì)粒產(chǎn)品占0.9wt％，TiO2含量93.5wt％；粗粒產(chǎn)品占99.1wt％。粗粒產(chǎn)品進(jìn)行后磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度8800高斯)，選出磁性尾礦占5.7wt％，非磁性人造金紅石產(chǎn)品占94.3wt％，化學(xué)組成如表7，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率95.2％。
表7非磁性人造金紅石產(chǎn)品化學(xué)組成分析

實(shí)施例9兩段浸出與實(shí)施例3同樣的步驟進(jìn)行前磁選，選出的磁性精礦作為浸出原料。精礦2千克和19％鹽酸3300毫升加入鋯制加壓浸出釜中，在溫度140℃(釜內(nèi)壓力0.25～0.3Mpa)下進(jìn)行第一段浸出3.5小時(shí)。浸出物經(jīng)粗粒產(chǎn)品沉降下來(lái)倒出母液，再加入19％鹽酸2700毫升，在溫度140℃(釜內(nèi)壓力0.25～0.3Mpa)下進(jìn)行第二段浸出6小時(shí)。母液和產(chǎn)品的過(guò)濾、洗滌、烘干、煅燒與實(shí)施例3相同，并對(duì)粗粒產(chǎn)品如實(shí)施例3那樣進(jìn)行后磁選。細(xì)粒產(chǎn)品占5wt％，TiO2含量92.6wt％。粗粒產(chǎn)品占95wt％，TiO2含量93.0wt％，其粒度與原礦基本相同。過(guò)程回收率97.1％。
實(shí)施例10
含細(xì)粒母液先沉降后過(guò)濾按照實(shí)施例3獲得含細(xì)粒產(chǎn)品的浸出母液1450毫升，冷卻至65℃，母液中加入0.3％聚丙烯酰胺絮凝助沉劑14.5毫升，并攪拌3分鐘，然后靜置使固體物沉降5小時(shí)，沉降后取出澄清母液1150毫升，其余含固體物的300毫升進(jìn)行過(guò)濾分離出其中的母液和細(xì)粒產(chǎn)品。
實(shí)施例11過(guò)濾和洗滌方法在過(guò)濾前濾紙和濾布用不含酸的水浸濕，按照實(shí)施例3對(duì)獲得的含細(xì)粒產(chǎn)品的浸出母液1450毫升進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)間3.5小時(shí)。過(guò)濾出母液的濾餅，用不含酸的水進(jìn)行洗滌，洗滌時(shí)間2.5小時(shí)，洗滌水用量450毫升，初始洗出水中含有白色膠體水合二氧化鈦穿濾物。
實(shí)施例12過(guò)濾和洗滌方法在過(guò)濾前濾紙和濾布用含酸的水(1～3％鹽酸)浸濕，按照實(shí)施例3對(duì)獲得的含細(xì)粒產(chǎn)品的浸出母液1450毫升進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)間0.5小時(shí)。過(guò)濾出母液的濾餅，用含酸的水(1～3％鹽酸)進(jìn)行洗滌，然后用不含酸水洗滌，洗滌時(shí)間0.75小時(shí)，洗滌水用量250毫升，洗出水中不含有白色膠體水合二氧化鈦穿濾物。
實(shí)施例13浸出母液經(jīng)焙燒回收鹽酸按照實(shí)施例3，浸出母液(組成見表8)500毫升，采用噴霧焙燒法，在700℃下進(jìn)行焙燒，焙燒生成的氯化氫用含HCl為51克/升的洗滌水吸收成鹽酸，獲得含HCl為245克/升的鹽酸550毫升。母液中氯的回收率98.5％。
表8浸出母液組成

權(quán)利要求
1.一種以低品位原生鈦鐵礦為原料制造高品位人造金紅石的方法，其特征在于(1)、先對(duì)低品位原生鈦鐵礦進(jìn)行弱氧化處理，得弱氧化礦；(2)、對(duì)弱氧化礦進(jìn)行前磁選，除去礦中非磁性的脈石礦物，得到磁選精礦；(3)、加入鹽酸進(jìn)行加壓浸出，將礦中的大部分可溶性雜質(zhì)溶解出來(lái)；(4)、用沉降傾析法將固相物和母液分開，母液經(jīng)沉降和過(guò)濾得清液和細(xì)粒產(chǎn)品，含少量母液的固相物經(jīng)過(guò)濾和洗滌得粗粒產(chǎn)品；(5)、將所得粗粒和細(xì)粒產(chǎn)品經(jīng)烘干和煅燒；(6)、煅燒后的粗粒產(chǎn)品經(jīng)過(guò)后磁選，細(xì)粒產(chǎn)品經(jīng)制粒處理，獲得適合于沸騰床氯化制造四氯化鈦使用的高品位人造金紅石；(7)、浸出母液經(jīng)焙燒使其中的鐵的氯化物等反應(yīng)分解為氯化氫和相應(yīng)的氧化物，反應(yīng)生成的氯化氫用洗滌水吸收為鹽酸，再生的鹽酸返回浸出工序使用，實(shí)現(xiàn)鹽酸在過(guò)程中循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中的弱氧化處理的溫度為680～800℃，氧化時(shí)間為5～30分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中的弱氧化處理的氧分壓大于等于5％時(shí)，弱氧化處理的溫度為680～750℃，氧化時(shí)間為5～15分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中的弱氧化處理的氧分壓小于5％時(shí)，弱氧化處理的溫度為750～800℃，氧化時(shí)間為15～30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中所述鹽酸的濃度為18～25％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中的鹽酸的毫升數(shù)與所述步驟(1)中的低品位原生鈦鐵礦的克數(shù)之間的比為2.8～3.8∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中的浸出溫度為120～150℃，壓力為0.1～0.4Mpa，浸出時(shí)間為4～10小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述步驟(5)中所述烘干的溫度為100～500℃，所述煅燒的溫度為750～1000℃，所述步驟(7)中所述浸出母液的焙燒溫度為500～800℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中在母液過(guò)濾前，先用含酸的水浸濕濾紙和濾布。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中所述洗滌采用多段逆流洗滌法。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述步驟(3)采用兩段浸出法，先加入部分鹽酸，浸出完畢后分離出母液，再加入剩余量的鹽酸進(jìn)行第二段浸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述兩段浸出法中先加入的鹽酸量占加入鹽酸總量的50～60wt％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人造金紅石的制造方法，特別是一種將從釩鈦磁鐵礦中選出的含高鈣鎂的低品位原生鈦鐵礦加工成適合于沸騰床氯化制造四氯化鈦使用的高品位人造金紅石的制備方法。根據(jù)原生鈦鐵礦在酸中易溶的特點(diǎn)，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；礦中不溶于酸的硅雜質(zhì)在浸出前后采用選礦方法將含硅的脈石礦物選出，最終獲得含TiO
文檔編號(hào)C22B3/00GK1552628SQ0313605
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者鄧國(guó)珠, 王雪飛, 劉水根, 黃北衛(wèi), 車小奎, 廖代華, 王彥華, 郭偉 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院, 攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司