[实用新型]制备人造金红石的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，具体而言，本实用新型涉及制备人造金红石的系统。

背景技术

我国钒钛磁铁矿储量极其丰富，然而传统的高炉-转炉流程和回转窑-电炉流程都只能回收其中绝大部分铁和大部分钒，其中的钛资源无法实现回收利用，造成巨大的资源浪费和环境问题。相比传统的高炉流程，竖炉还原-电炉熔分流程能够得到含钒铁水和含钛熔分渣，对于实现铁、钒、钛资源的综合利用具有显著的优势。然而，钒钛磁铁矿竖炉还原-电炉熔分技术目前仍停留在研究阶段，未见工业化报道。钒钛磁铁矿竖炉还原-电炉熔分得到的熔分渣中TiO₂品位较低，只有50％左右，钙铝镁硅杂质的含量又较高，达到30～40％。目前已有过硫酸法钛白路线回收低品位含钛熔分渣的报道，但是由于其中的杂质含量高，造成熔分渣的酸解率偏低，钛液浓度低而水解困难，难以生产出合格的钛白粉，而且由于生产成本偏高，也很难实现工业化生产。另一方面，氯化法钛白和海绵钛对富钛料的要求要显著高于酸溶法钛白，所以这种低钛品位富钛熔分渣更加无法满足氯化法钛白或海绵钛的要求。从以上角度分析，低钛品位的熔分渣首先需要经过提质，达到人造金红石或高品质钛渣的钛品位要求才能直接作为氯化钛白和海绵钛生产的原料。

然而，现有的制备人造金红石的手段仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提出制备人造金红石的系统。该系统采用喷吹管向含钛熔分渣物料内部喷吹氧化性气体，可以显著提高含钛熔分渣中钛化合物向TiO₂的转化率，从而提高制备得到的人造金红石中的钛品位。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种制备人造金红石的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：

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，所述氮气输送管道外套在所述第二段管道上，所述氮气输送管道具有垂直于所述氮气输送管道设置的氮气入口；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。

根据本实用新型实施例的制备人造金红石的系统通过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，进而将混合物料转移至反应装置中，并采用喷吹管向混合物料中喷吹氧化性气体，以便将混合物料中的钛化合物氧化为TiO₂，得到氧化物料，完成喷吹后向物料中喷吹金红石晶种，以便进一步促进金红石相的长大；其中，喷吹管的出口端延伸至反应区内混合物料的内部，从而可以大大改善氧化反应的动力学条件，缩短喷吹时间，提高低价钛化合物向TiO₂的转化率；进而，将氧化物料供给至破碎装置中进行破碎处理，并将得到的物料粉末供给至选矿装置中进行选矿处理，以便将金红石单体与脉石分离，得到粗二氧化钛、中矿和尾矿，后续将粗二氧化钛供给至酸洗装置中进行酸洗处理，并将酸洗处理得到的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产品。该系统通过采用喷吹管向含钛熔分渣物料内部喷吹氧化性气体，显著提高了含钛熔分渣中钛化合物向TiO₂的转化率，从而提高了制备得到的人造金红石中的钛品位。

任选的，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。由此，可以通过向混合物料中喷吹金红石晶种，进一步促进物料中金红石相的长大，提高金红石相的粒径，为后续选矿处理提供更大便利。