[发明专利]制备人造金红石的系统和方法

权利要求书

1.一种制备人造金红石的系统，其特征在于，包括：

渣包，所述渣包内设置有电极，所述渣包具有高温含钛熔分渣入口、硅石入口和混合物料出口；

反应装置，所述反应装置内限定有反应区和与所述反应区连通的混合物料入口和氧化物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

喷吹管，所述喷吹管的出口端延伸至所述反应区内，所述喷吹管包括氧化性气体输送管道、氮气输送管道和晶种输送管道，其中，所述氧化性气体输送管道由第一段管道和第二段管道组成，所述氮气输送管外套在所述第二段管道上，所述氮气输送管具有垂直于所述氮气输送管设置的氮气入口；所述晶种输送管道上设置有晶种入口和位于所述晶种入口下游的控制阀，所述晶种输送管道与所述第一段管道并列设置且所述晶种输送管道的入口与所述第一段管道的入口相连通，所述晶种输送管道的出口与所述第一段管道的出口相连通；

破碎装置，所述破碎装置具有氧化物料入口和物料粉末出口，所述氧化物料入口与所述氧化物料出口相连；

选矿装置，所述选矿装置具有物料粉末入口、粗二氧化钛出口、中矿出口和尾矿出口，所述物料粉末入口与所述物料粉末出口相连，所述中矿出口与所述混合物料入口相连；

酸洗装置，所述酸洗装置具有粗二氧化钛入口、盐酸入口和浆料出口，所述粗二氧化钛入口与所述粗二氧化钛出口相连；

过滤装置，所述过滤装置具有浆料入口、废液出口和人造金红石出口，所述浆料入口与所述浆料出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述晶种输送管道内限定有适于存放金红石晶种的晶种仓。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化性气体输送管道的内径为10～15mm，所述氮气输送管道的内径为28～35mm，所述氮气入口的内径为3～8mm，所述氧化性气体输送管道和所述氮气输送管道的厚度均为2～4mm。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述晶种输送管道出料段的中轴线与所述氧化性气体输送管道中轴线之间形成的开口朝向所述第一段管道的夹角为30～90度。

5.一种采用权利要求1～4任一项所述的制备人造金红石的系统制备人造金红石的方法，其特征在于，包括：

将含钛熔分渣和硅石供给至渣包中进行混料和保温，以便得到混合物料；

将所述混合物料转移至反应装置内，并采用喷吹管向所述混合物料中喷吹氧化性气体、氮气和金红石晶种，以便对所述混合物料进行氧化改性，得到氧化物料；

将所述氧化物料供给至破碎装置中进行破碎处理，以便得到物料粉末；

将所述物料粉末供给至选矿装置中进行选矿处理，以便得到粗二氧化钛、中矿和尾矿；

将所述粗二氧化钛和盐酸供给至酸洗装置中进行酸洗处理，以便得到浆料；以及

将所述浆料供给至过滤装置中进行过滤处理，以便得到人造金红石。

6.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述混合物料在1550～1600摄氏度下保温40～60min后转移至所述反应装置内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硅石中的SiO₂含量不低于90wt％，所述硅石的加入量为所述含钛熔分渣质量的30～40％，

任选地，所述混合物料中CaO与SiO₂的质量比不高于0.8，SiO₂与TiO₂的质量比不高于1.6。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气或氧氮混合气，所述氧氮混合气中氧气的体积分数为20～90v％；

任选地，所述喷吹时间为10～30min，且在所述喷吹完成前3～5min，向所述混合物料中喷吹金红石晶种直至所述喷吹完成。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用摇床进行所述选矿处理，所述摇床的冲次为300～360次/min，冲程为8～12mm，给矿浓度为20～40％。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述盐酸的浓度为10～20wt％，所述盐酸与所述物料粉末的液固比为3～5:1，所述酸洗处理是在25～90摄氏度下进行30～120min完成的。