[发明专利]一种分离含钛物料中钛资源的离心分离装置及其处理方法

说明书

本发明提供了一种分离含钛物料中钛资源的离心分离装置及其处理方法，所述装置包括离心动力传动系统和离心机转鼓；所述离心机转鼓一端的中轴线部位连接离心动力传动系统，另一端设覆有盖板的开口开设加料口。本发明在熔融含钛物料由1600℃降温至1300℃的过程中，控制含钛物料中的钛富集于黑钛石高钛晶相，同时，利用离心力的作用将析出的黑钛石富集，经后续分离得到TiO₂品位76％以上的高品位钛渣，可实现低品位含钛物料的提钛升级，为钒钛磁铁矿的综合利用提供新的思路与方法。

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种分离含钛物料中钛资源的离心分离装置及其处理方法，尤其涉及一种从分离含钛物料中钛资源的高温离心分离装置及其处理方法。

背景技术

现有利用直接还原-熔分流程处理钒钛磁铁矿的方法在提铁的同时可以使钛富集，得到TiO₂含量40％以上的熔分钛渣，这类钛渣含有较高的SiO₂、Al₂O₃、CaO和MgO等非铁杂质，后续硫酸法难以利用；若采用氧化还原焙烧-盐酸对熔分钛渣浸出除杂，SiO₂和Al₂O₃浸出率低，难以获得满足沸腾氯化要求的高品质钛原料。因此，如果不能实现除杂提质，熔分钛渣将很难获得大规模应用，其只能以废渣的形式堆存，不仅资源浪费巨大，占用大面积土地，带来粉尘和水体污染等环境问题；同时，无法实现直接还原-熔分流程的关键意义。

目前，国内外对钛渣提质的研究主要集中在两方面。一类是针对TiO₂含量较高的钛渣，以加拿大魁北克铁钛公司(QIT)为代表，将TiO₂品位为70％的钛渣，通过氧化焙烧-还原焙烧-盐酸浸出，制备出TiO₂品位为92％～94％的UGS或人造金红石，作为氯化法钛白的优质原料；但该方法主要除CaO和MgO，无法有效去除SiO₂和Al₂O₃。因此，该工艺不能适用于含大量SiO₂和Al₂O₃的熔分钛渣。另一类是针对TiO₂含量为22％～25％左右的高炉钛渣，CN1253185A公开了利用“选择性析出-选择性富集-选择性分离”的技术路线从含钛渣中分离钛组分的方法，但由于此类钛渣析出的钙钛矿含钛物相晶粒较小且呈枝晶状，单体解离度差，后续选矿分离难以大幅提高TiO₂品位。该工艺更适用于析晶能力强、晶体易长大和富钛相易解离的渣系，但受富钛物相钛含量以及传统选矿技术瓶颈的限制，对钛渣的提质升级作用有限。

总之，目前在钛渣利用方面提出的提质方案，或难以直接应用于熔分钛渣的升级利用，或提质效果有限，均不能满足获得高品位钛渣的需求。研究表明，黑钛石是熔分钛渣结晶析出的主要含钛物相，其TiO₂含量较高(＞80％)。因此，将黑钛石相从熔渣中选择性分离，即可实现熔分渣的提质。黑钛石磁性极弱，基本不具可磁选性，且目前尚无其浮选方面的研究，可浮选性及浮选工艺条件不明确，而黑钛石相与玻璃相的密度差异较大。因此，重选法分离黑钛石则成为熔分钛渣提质的主要方法。若利用现有的传统重选工艺，提高黑钛石相单体解离度是提高精矿品位的关键。但是，一方面，单体解离度难以达到理想状况；另一方面，要实现较高的单体解离度，需将钛渣磨至较细的粒度，该过程不仅磨矿费用高，而且会将渣中黑钛石相粉碎成细小颗粒，使其容易进入尾矿，降低熔分渣中钛资源的回收率。因此，传统重选分离法存在品位提高有限、回收率低的瓶颈。

除传统重选分离方法之外，将熔融或富钛相已析晶但玻璃相仍具流动性的钛渣置于超重力(离心力)的作用下，实现含钛物相与玻璃相的分离，在提高精矿品位、回收率方面具有独特的优势，是一条具有前景的技术路线。但是，离心分离的主要问题在于：1)要达到分离所需的较大离心力，2)要在离心分离过程中控制熔分钛渣的温度，以避免渣样降温凝固，失去流动性而影响分离效果，3)装置要有较大的规模的处理能力，满足工业应用需求。因此，解决这些问题，建设大型高温离心分离装置，是实现超重力提取熔分钛渣中钛资源的关键。