[发明专利]利用钒钛铁精矿直接还原熔分渣制备富钛料的方法

说明书

技术领域

本发明属于钒钛磁铁矿资源综合利用技术领域，具体涉及一种利用钒钛铁精矿直接还原熔分渣制备富钛料的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、铂族等多种可综合利用组分的矿物，其矿物组成主要是钛磁铁矿和钛铁矿。现已查明，世界钒钛磁铁矿的储量达400亿吨以上。中国攀枝花-西昌地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，其中铁、钒、钛分别占全国总储量的20%、63%和93%以上。目前，采用高炉冶炼、转炉提钒和钛精矿选矿处理钒钛磁铁矿，虽然实现了铁、钒和钛元素的规模化利用，但是除铁之外的其它重要金属元素提取利用程度均很低（仅利用了铁的68%、钒的47%、钛的15%和钴的l3%），按价值计算，资源有效利用率只有8%。资源浪费巨大，并造成环境污染、土地破坏、生态失衡等严重问题，这种现状将制约我国矿产资源综合利用以及当地经济社会的可持续发展。

为了实现铁、钒、钛等资源高效清洁分离及综合回收利用，近年来直接还原熔分技术逐步发展成为了处理钒钛磁铁矿的工艺之一。直接还原熔分技术指以钒钛铁精矿和无烟煤为原料，通过破碎、筛分和造球制备10～15mm的球团，该球团加入到转底炉在温度为1350℃左右进行预还原，然后热装进入矿热电弧炉进行熔化分离得到铁水和钒钛铁精矿直接还原熔分渣。钒钛铁精矿直接还原熔分渣主要由黑钛石固溶体，塔基石固溶体的晶体相，非晶玻璃相、尖晶石、金属铁和少量的锐钛矿和金红石型TiO₂等组成。黑钛石固溶体主要由以二钛酸盐与Al₂O₃·TiO₂,Ti₃O₅等形成，塔基石固溶体的晶体相主要由偏钛酸盐与Al₂O₃,Ti₂O₃等形成，非晶玻璃相主要由SiO₂，TiO₂，FeO，CaO和Al₂O₃组成的。钒钛铁精矿直接还原熔分渣TiO₂含量通常在47~53%，FeO含量通常在10~15%。

在现有技术中，对直接还原熔分得到的熔分渣主要有以下两种途径加以利用：一是直接作为硫酸化钛白法的原料生产钛白粉；二是作为配料与钛精矿混合进行酸溶生产钛白粉。但上述现有的利用熔分渣生产钛白粉的技术中均存在一些问题：如熔分渣作为硫酸法生产钛白粉的配料，制取钛白的耗酸量太大，对废酸的处理技术有限，而且该法生成大量的硫酸亚铁（生产一吨钛白粉产生3～5吨左右硫酸亚铁），目前对硫酸亚铁的利用范围窄及用量小，对其处理也存在许多问题。这些问题就导致了现有的技术，对熔分渣的利用效果均不够理想。

富钛料一般指TiO₂含量不小于85%的电炉冶炼钛渣或人造金红石，主要是作为钛白粉和海绵钛生产的原料。目前国内外生产富钛料的常用方法主要有四种工艺路线，第一种是钛渣法，以钛精矿和还原剂为原料，用电炉冶炼成钛渣（直接使用含MgO、CaO等杂质低的初级钛原料，通常是钛砂矿）；第二种是锈蚀法，即直接还原钛精矿，然后锈蚀还原钛精矿中的铁，生产人造金红石；第三种是酸溶法，即直接还原钛精矿，加压酸溶处理还原钛精矿，生产人造金红石；第四种是在第一方法基础上，通过酸浸进一步除去MgO、CaO等杂质，提高钛渣品位，也叫升级法。目前，国内还没有完全掌握用攀枝花及其周边地区钛资源制取适合氯化法钛白、海绵钛原料技术。国外唯一掌握钛渣进行升级除钙、镁技术的加拿大QIT公司基本上不愿意将其技术转让，其关键技术环节也很难掌握，即便是QIT公司愿意转让，也需要支付昂贵的技术转让费。并且该技术具有流程长、生产时间长、能耗高、操作复杂、成本高等缺点，大大限制了产品的广泛应用，并且这种生产工艺一方面未必适应我国钛渣的升级。因此，基于国内丰富的钒钛磁铁矿资源，开发一种适合用于生产氯化法钛白、海绵钛的富钛料的制备方法成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用钒钛铁精矿直接还原熔分渣制备富钛料的方法，制备得到的富钛料TiO₂含量高，适合用于生产氯化法钛白和海绵钛。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用钒钛铁精矿直接还原熔分渣制备富钛料的方法，包括如下步骤：

a、将钒钛铁精矿直接还原熔分渣磨细，然后通过氧化的方式进行改性，制得改性渣；

b、向步骤a制得的改性渣中加入盐酸溶液进行酸浸，过滤后得到酸浸渣和酸浸液；