隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝的製作方法
2023-05-28 00:47:06 3
專利名稱：隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及礦產資源綜合利用領域，具體涉及一種從鈦精礦中製備酸溶性富鈦料和鐵粉的隧道窯還原磨選的方法與工藝。
背景技術：
我國鈦白工業的原料來源一是鈦精礦，二是經過物理化學生產過程而形成的鈦礦富集物，簡稱富鈦料。近年來隨著我國鈦白工業快速發展，對富鈦料的需求與日俱增，由於富鈦料具有含鈦量高，工藝比較簡單、工藝過程三廢處理量少，資源和能源利用率高，且有助於提高產品品質等優點，越來越受鈦白生產廠家青睞，呈現供不應求、依賴進口、供需矛盾突出的態勢。據預測，今後幾年我國富鈦料仍需大量進口。目前，我國從鈦精礦製備富鈦料的主要生產方法是電爐法，雖然它有一系列優點，但能耗高，生產I噸高鈦渣，大約需要3000 kWh的電能，在能源比較短缺的地區和國家，很難選用。因此，為增加富鈦料國內市場的供應量，開闢生產富鈦料的新方法新工藝，是一項極待解決的技術攻關課題。為了綜合利用攀枝花高氧化鎂鈦鐵礦，早在1978年原冶金部長沙礦冶研究所梁經冬及其團隊完成了 「隧道窯還原磨選法從攀枝花鈦精礦製取人造金紅石電焊條和鐵粉擴大試驗」，獲湖南省科學大會獎；1983年成功地進行了日處理5. 8噸鈦精礦的「隧道窯還原磨選法從攀枝花鈦精礦製取酸溶性富鈦料和優質鐵粉半工業試驗」，富鈦料的特點是酸解率聞達97%以上和製備金紅石欽白時易轉型，是硫酸法欽白的優良原料；精還原鐵粉含 TFe 98. 68%,Mfe 97. 93%、Ti02 0. 82%, S 0.015%、C 0. 05%,P 0. 01%,並固溶有多種微量有益元素。經試製多個品種粉末冶金零件二萬餘件，其性能及臺架試驗和裝車使用結果都很好，顯示出強度高、耐磨、塑性好等特點。1986年由冶金部主持通過專家鑑定，被評為國際先進水平項目。上述情況曾先後發表於《礦冶工程》期刊(1981年第I期)《攀枝花資源綜合利用科研報告選編》(第四卷上冊提鈦工藝技術，1986年3月)、專著《浮選理論與選冶實踐》中第12章(冶金工業出版社，1995，11)。影響該工藝產業化的主要問題一是還原溫度偏高(1280°C), 而目前工業上廣泛應用的碳化娃罐的常規使用溫度是=12000C ；二是裝卸料靠人工，勞動強度大和衛生條件差。因此，本發明是針對上述問題而開發的，一是擴大鈦精礦的利用面，除攀枝花鈦精礦外，還對國內外其他類型與品位的鈦精礦進行了系統開發；二是為滿足企業在國內外投資建廠從海濱砂鈦礦中生產富鈦料的需要(當地缺電，不能採用電爐法)，提供不同品位砂鈦礦的處理工藝流程、參數與裝備；三是移植自主研發用於處理鐵精礦的隧道窯自動化生產技術解決鈦精礦應用隧道窯時存在的四大難題(單窯產能低、自動化程度低、勞動強度大與衛生條件差)，據專利檢索，除採用迴轉窯還原、原料超細度、低溫還原等難以實現產業化的專利技術外，攀枝花學院楊紹利等在專利號為200810306298專利中公開了攀枝花鈦精礦造球隧道窯110(Tll5(TC還原磨選生產富鈦料的方法，但沒有論及工藝過程與參數控制，而且也僅限於一種原生礦的處理方法。梁經冬等人長期從事我國釩鈦鐵礦產資源的綜合利用工作，為解決鐵、鈦、釩分離的方法、工藝與工業化設備等關鍵技術問題，先後申報和授權了 [91706655.1]、[200810143675.6]、[2009101600587.1]、[200920168575.9]、[2011100344307X]、[20110367255. 8]、[201210257024. 6]等多項專利，其中「一種新的綜合利用釩鈦鐵精礦的產業化方法」與「隧道窯直接還原鐵的自動化生產線」等專利已經建廠實施。本發明正是在已有自主研發專利基礎上，針對不同類型、品位鈦精礦製備酸溶性富鈦料而開發的一種能夠實現產業化的新工藝。
發明內容
本發明是在電爐法生產酸溶性渣富鈦料基礎上，應用發明人已在釩鈦磁鐵礦實施的隧道窯還原磨選產業化方法專利技術，系統解決了適用於各種類型、品位鈦精礦製備酸溶性富鈦料和鐵粉的生產工藝技術問題，為工業規模生產富鈦料提供了一種高效、節能、環保、適用性強的新工藝、新途徑。本發明所要解決的技術問題是應用自主研發的隧道窯還原磨選法，通過不同燒成溫度制度、不同催化劑的選擇與集成匹配，確保還原溫度在950 1200°C下順暢進行，實現富鈦料品位、收率、酸溶度與鐵粉品位、收率達到行標所要求的技術經濟指標，如表I所
不
表1、隧道窯還原磨選法從不同類型品位鈦精礦中製備富鈦料與鐵粉的技術經濟指標
權利要求
1.隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特徵在於應用自主研發的隧道窯還原磨選法於不同類型與品位的鈦精礦的處理，通過分段升溫燒成制度、不同催化劑的選擇與集成匹配，確保還原溫度在950 1200°C下順暢進行，實現富鈦料品位、收率、酸解率與鐵粉品位、收率達到行標所要求的技術經濟指標分別是 隧道窯還原磨選法從不同類型品位鈦精礦中製備富鈦料與鐵粉的技術經濟指標
2.根據權利要求1所述隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特徵在於 為實現本發明所要達到的技術經濟指標和功能目標，實施的工藝流程包括自動化機械化配料、混料、壓塊或制粒、碼垛、裝罐、隧道窯兩段升溫還原、機械卸料、磨礦、磁選分離步驟與裝置，確保流程運行順暢。
3.根據權利要求1 2所述隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特徵在於配料按重量配比將礦100份，與催化劑5 20份和固體還原劑10 30份混勻；其中，所述礦物為原生礦，或半風化原生礦或海濱砂礦，其中所述催化劑為氯化鈉、碳酸鈉、另外為市面有售的新增催化劑L，三種催化劑的選擇與用量根據礦石類型、當場資源與用戶要求合理匹配確定，具有降溫、助熔、晶粒長大，增強鐵鈦分離的功能效果；其中所述固體還原劑為無煙煤、碎焦、石油焦、褐煤、焦炭等中至少一種，或結合當地資源，就近任選其一。
4.根據權利要求1 3所述隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特徵在於裝料、還原將混勻後的配料混合物壓塊或制粒或粉料裝罐，機械手推入隧道窯中，分段升溫還原燒成，溫度控制在950 1200°C並保溫5 60h，得到還原料；其中所述分段燒成制度是指先在950 1000°C保溫一段時間，再將溫度升至1150 1200°C，保溫一段時間，控溫時間根據不同類型精礦試驗選定；其中裝料可以採用常規容器，如碳化矽罐等；1100°C以下，考慮到容器的傳熱性能和耐高溫性能，優先選用耐熱金屬罐；其中所述金屬罐的材質可以採用常規的耐熱合金，如耐熱不鏽鋼等。
5.根據權利要求1 4所述隧道窯還原磨選法製備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特徵在於磨選分離將從隧道窯機械卸載的還原料破碎、磨細、磁選分離，得到富鈦料和鐵粉產品；其中所述磨細、磁選採用磨機長徑比大，介質為4 15毫米小球開路溼式磨選流程；其中磁選所得的富鈦料，視鈦精礦的類型、品位、工藝參數以及用戶要求而定，TiO2品位67 77%，收率90 99%，酸解率92 98%，是硫酸法鈦白的優質原料；所得鐵粉的TFe品位86、4%，收率84 96%，可以直接作為化工行業的還原劑使用或壓塊後用於電爐煉鋼的原料，或精還原後供制粉末冶金零件等，實現用途的多樣性，比電爐法冶煉的生鐵性價比聞。
全文摘要
本發明涉及礦產資源綜合利用領域，具體涉及一種從鈦精礦中製備酸溶性富鈦料和鐵粉的隧道窯還原磨選的方法與工藝。本發明是在電爐法生產酸溶性富鈦料基礎上，應用發明人已在釩鈦磁鐵礦實施的隧道窯還原磨選產業化方法專利技術，系統解決了適用於各種類型、品位鈦精礦製備酸溶性富鈦料和鐵粉的生產工藝技術問題，為工業規模生產富鈦料提供了一種高效、節能、環保、適用性強的新工藝、新途徑。
文檔編號C21B13/00GK103060564SQ20121058047
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者梁經冬, 梁毅, 梁建昂, 曾維龍 申請人:長沙市東新礦冶科技開發有限公司