[发明专利]一种钛渣深加工方法

说明书

技术领域

本发明属煤基直接还原综合回收领域，特别是涉及一种钒钛磁铁矿、钛铁矿电炉冶炼钛渣的深加工方法。

背景技术

钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。中国目前已经是继美国后第二大的钛白粉消耗国，而且增长势头迅猛，潜力也非常大。随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场需求量还会急剧地增长。钛白生产的质量和效益与钛白粉的原料品位息息相关。

世界上钒钛磁铁矿中的钛，进入冶炼渣钛的分布率少者30％以上，多者达60％以上。国际上不利用钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣中的钛，而是采用高钛渣为原料生产硫酸法钛白，或生产氯化法钛白。在我国攀-西地区具有丰富的钛铁矿资源，是低品位多金属共(伴)生矿。为了综合利用钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣中的钛，以往国内是不长晶不分选，直接酸浸制钛白。该方法的优点是工艺流程相对简单，缺点是电炉渣TiO₂品位45％，杂质很多、酸耗高、三废量大，所以钛白生产污染严重、生产成本高、经济效益差。为了给钛白生产提供优质原料，对钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣进行了选钛试验，研究发现电炉冶炼渣中的钛矿物相和其它矿物相晶粒微细，结晶分异很差，磨矿解离困难，可选性很差。

本领域目前急需一种冶炼钛渣深加工方法，将钒钛磁铁矿直接还原电炉冶炼渣制成高品位钛白精料，以满足我国钛白粉产业迅速发展的需要，有效合理地利用我国的钛资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛渣深加工方法，特别适用于电炉冶炼含钛电炉渣的深加工，能够获得TiO₂品位高达72％～80％的电炉钛渣精矿，实现钛白生产吃精料。

为了实现上述目的，本发明采用如下钛渣深加工方法的技术方案。

一种钛渣深加工方法，该方法包括如下工艺步骤：

步骤1：在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将含钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，在此温度下进入步骤2保温；

步骤2：然后打开出渣口，将步骤1中升温后的电炉渣放入保温装置中进行保温，使含钛电炉渣中的黑钛石等矿物晶粒长大；

步骤3：待保温装置中的含钛电炉渣自然降温至≤1100℃后，将含钛电炉渣与保温长晶装置分离，出渣后再冷却至常温；

步骤4：将冷却至常温的矿物粒长大后的电炉渣，进行破碎、磨矿解离电炉渣中的黑钛石；

步骤5：采用浮选法浮选出电炉渣黑钛石，获得的钛精矿作为钛白粉的原料。

其中步骤1所述的在钒钛磁铁矿电炉冶炼出渣前，将合钛电炉渣温度升至1600℃～1750℃，保温10～20分钟，优选保温15分钟。

其中步骤2所述的放入电炉渣矿物保温长晶装置中进行保温长晶，使电炉渣黑钛石晶粒长大到加权平均粒度≥80μm后，再将电炉渣与保温长晶装置分离。

其中步骤3所述的冷却至常温为自然冷却或水冷却中任选其一。

其中步骤4所述的将电炉渣磨矿的粒度为45μm～65μm，使黑钛石的单体解离度达到80％～90％。

其中步骤5所述的浮选出的电炉渣黑钛石为钛精矿，钛精矿TiO₂品位为72％～80％。

大量研究表明，因电炉工业冶炼原渣中的矿物晶粒微细，仅有0.几μm～10μm，没有分选性。本申请人在几十年对钒钛磁铁矿电炉渣进行深入研究的基础上，认识并掌握了钒钛磁铁矿电炉渣在不条件下的变化规律，认为要想成功地对电炉熔分渣中的钛矿物进行分离分选，实现对其中钛的回收利用，就必须通过改变其工艺性质(以下简称“改性”)，使电炉渣中的矿物晶粒长大至具有工业分离分选的工艺性质，同时优化其矿物相的物质组成。申请人通过对电炉渣改性及其大量试验研究后证明，与现有技术相比，本发明的钛渣深加工方法主要具有如下的技术效果及其优越性：

(1)本发明利用电炉钛渣的高温热量，通过保温长晶缓冷，对含钛电炉渣进行改性，使电炉渣中的黑钛石等矿物晶粒明显长大，同时优化了电炉渣矿物相的物质组成。本发明只利用电炉钛渣物理热，同时后期采用物理分选方法获得高钛渣。能耗低，经济效益好。

(2)采用本发明的方法处理前的电炉渣矿物晶粒微细，平均粒度10μm左右，结晶分异很差。通过本发明方法对含钛电炉渣改性后，使电炉渣矿物晶粒长大，能将电炉渣黑钛石的平均粒度由10μm左右长大到80μm～90μm，有效地提高了电炉冶炼渣矿物结晶分异程度。