[发明专利]处理低钛料的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于化工生产领域，具体而言，本发明涉及一种处理低钛料的方法和系统。

背景技术

我国富矿少、贫矿多，根据国家政策导向，国家鼓励企业发展低品位与复杂难处理资源高效利用技术和矿产资源综合利用技术。钒钛磁铁矿、钛精矿、钛铁矿等含钛矿物是我国重大特色多金属矿产资源，钒、钛、铁、铬等多金属共生，资源综合利用价值很高，但目前传统工艺处理钒钛磁铁精矿中钒、钛利用率较低。

虽然含钛物料品种较多，但可直接用于钛工业生产的主要还是钛铁矿和天然金红石。随着天然金红石的短缺，价格低廉、供货稳定的钛铁矿成为了制备金属钛和钛白的一种重要原料。但钛铁矿中TiO₂品位较低，一般国内选钛厂的钛精矿品位在45～50％左右，直接用于生产海绵钛或钛白较为困难，所以一般都要将钛铁矿富集成高品位的钛渣。目前国内外生产钛渣的方法主要是电炉熔炼法，这种方法是使用还原剂，将钛精矿中的铁氧化物还原成金属铁后除去，从而富集钛的火法冶金过程。电炉熔分工艺简单成熟，整个冶炼过程流程短、效率高，副产品半钢可直接利用，并且电炉法生产的钛渣氯化性能良好，是目前唯一一种可能生产氯化钛白的富钛料。然而直接还原过程中钒钛磁铁矿、钛精矿等含钛矿物比普通矿更容易出现膨胀碎裂，钒钛磁铁矿膨胀的原理为赤铁矿的六面体结构转变为磁铁矿的立方体结构，氧化铁晶体结构破裂，造成体积膨胀；对于SiO₂含量较高(大于10wt％)的含钛矿物来说，主要原因是由于游离的SiO₂颗粒在还原过程中发生晶型转变，在转变为α-石英的过程中产生体积膨胀，致使球团矿内部产生裂纹，继而导致球团矿产生异常膨胀。同时还原设备如高炉、竖炉、回转窑等对炉料有一定要求，球团膨胀碎裂、粉化或强度不够会影响炉料顺行和引起粘结、结圈等，转底炉对球团性能要求相对低，但是从压球(或造球)到烘干再到进入转底炉的过程中，难以避免设备间高度差的存在，球团强度和成品率仍需达到一定要求。由于含钛矿物的膨胀碎裂与SiO₂含量和煤中的挥发分有关，低钛料和灰分高的还原剂使得还原混合料中SiO₂含量更高。

传统工艺均采用普通还原煤(无烟煤、焦粉等)作为还原剂，其中可挥发物质在高温还原过程中更容易导致低钛料膨胀碎裂，使得低钛料的应用成为难题，并且目前对于TiO₂含量介于20～30wt％，TFe含量小于30％，SiO₂含量大于10％的钛精矿基本没有得到应用，已公开的资料中也未见相关报道。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理低钛料的方法和系统，该方法可以有效解决低钛料球团直接还原过程中容易发生膨胀、粉化破碎等问题，并且所得钛渣中二氧化钛品位高达53～62％，二氧化钛的回收率高于98％，全铁含量不高于5％，从而可以解决低钛料无法有效利用的技术难题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理低钛料的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石进行混合并造球，以便得到混合球团；

(2)将所述混合球团进行干燥处理，以便得到干燥球团；

(3)将所述干燥球团进行焙烧处理，以便得到金属化球团；以及

(4)将所述金属化球团进行熔分处理，以便得到熔分铁和钛渣。

由此，根据本发明实施例的处理低钛料的方法可以有效解决低钛料球团直接还原过程中容易发生膨胀、粉化破碎等问题，并且所得钛渣中二氧化钛品位高达53～62％，二氧化钛的回收率高于98％，全铁含量不高于5％，使其可以为作为生产金属钛或钛白粉的原料使用，从而可以解决低钛料无法有效利用的技术难题。

另外，根据本发明上述实施例的处理低钛料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述第一低钛料、所述第二低钛料、所述炭黑、所述粘结剂和所述石灰石按照质量比为1：(1～1.5)：(0.4～0.7)：(0.05～0.07)：(0.1～0.2)进行混合。由此，可以有效解决低钛料球团直接还原过程中容易发生膨胀、粉化破碎和低钛料无法有效利用的技术难题。