[发明专利]一种利用高硅钙镁钛精矿制备氯化富钛料的方法

说明书

本发明属于钛化工领域，具体公开一种利用高硅钙镁钛精矿制备氯化富钛料的方法，该方法包括以下步骤：(a)除硅、(b)电炉冶炼、(c)氧化改性、(d)还原改性、(e)酸浸、(f)过滤煅烧。本专利从源头着手，集选矿、冶炼和酸浸法于一体，将高硅钙镁钛精矿通过浮选除去SiO₂，得到低硅钛精矿，再冶炼成低硅酸渣，破碎到合格粒度，再进行氧化‑还原改性，然后加压酸浸，成功制备出粒度和品位均合格的氯化富钛料。

技术领域

本发明属于钛化工领域，具体涉及一种利用高硅钙镁钛精矿制备氯化富钛料的方法。

背景技术

近几年，随着我国环境保护政策日趋严厉，钛工业中污染较大的硫酸法钛白粉生产受到限制。而环境影响较小，技术含量更高的氯化法钛白粉生产技术受到国家产业政策鼓励。据统计，到2018年年底，我国氯化法钛白粉产能将增长至50万吨/年左右。相比硫酸法钛白粉生产技术，氯化法具有流程短，自动化程度高，产品质量好，环境污染小等优势，但也存在对原料品质要求严苛的问题，国外除杜邦美国本土的氯化法钛白粉工厂采用TiO₂品位60％左右钛矿作为原料外，其余都采用氯化富钛料作为原料。氯化富钛料一般指天然金红石、人造金红石或氯化钛渣(包括UGS渣)三种。

我国氯化法钛白粉生产技术来自国外，主要采用沸腾氯化工艺技术(锦州钛业和攀钢钛业采用熔盐氯化技术)，其原料指标要求与国外基本一致，具体要求见下表1：

表1、氯化法钛白粉的原料指标要求

目前，我国高品质氯化原料供应严重不足，已经直接影响到我国氯化法钛白粉产业、海绵钛产业的发展前景。攀枝花地区钛储量丰富，但攀枝花高硅钙镁钛精矿是一种典型的岩矿，TiO₂品位低，Si、Ca、Mg含量高。目前制备富钛料的方法主要有电炉熔炼法、还原锈蚀法、盐酸浸取法。电炉熔炼法和还原锈蚀法除钙、镁杂质能力较弱，基本不能用于高硅钙镁钛精矿的处理，如直接冶炼成钛渣，不能达到氯化法钛白粉原料的要求。盐酸浸取法可以选择性的浸出铁、钙、镁等杂质，但易使富钛料粒度细化严重，影响高硅钙镁钛精矿制备氯化富钛料的粒度分布和钛收率。例如攀钢利用攀枝花钛精矿为原料，采用氧化还原改性-常压浸出工艺，成功地生产出TiO₂品位90％的人造金红石。但其粒度过细，粉化严重，粉化率达到20～30％。最有效的方法就是将攀枝花高硅钙镁钛精矿先冶炼成钛渣，再对钛渣进行升级后达到氯化富钛料的要求。

钛渣是一种化学稳定性很高的物质，采用直接酸浸很难将其中的杂质选择性除去。国内外研究人员均是通过对钛渣进行高温改性酸浸，达到除杂提高钛品位的目的，其方法分为氧化-还原改性和添加改性剂高温焙烧两类，国内外大多专利均围绕此两类工艺进行处理高钙镁钛渣，现将较典型的发明专利罗列如下：

专利CN201610338055公布了一种由高钛渣制备人造金红石的方法，将TiO₂品位85％以上、SiO₂＜4％的高钛渣磨细至100～200目占80％，放入20～40％NaOH溶液中，液固比5～8:1，碱浸1～2h，洗涤过滤。再配加Na₂CO₃作为改性剂，加入量是渣重的20～40％，于700～900℃焙烧0.5～1.0h，焙烧后加入无机酸(硫酸或盐酸)20～30％，液固比4～6:1，沸腾下酸浸1～2h，然后进行900～1000℃煅烧1h，可得到TiO₂品位91％的人造金红石。

专利CN201110094970公布了高杂质钛铁矿精矿制取富钛料的方法，将钛精矿入回转窑进行焙烧，焙烧温度600～700℃，焙烧时间1～3h，然后将焙烧料磨细-200目占50～85％，进行磁选，再将磁选后的钛精矿配加8％的还原剂、0～6％的纯碱、苛性钠或碳酸氢钠入电炉冶炼，加入1.3％HCl或2～20％H₂SO₄常温常压下酸浸，液固比4:1，浸出时间1h，获得TiO₂收率＞99％、TiO₂含量＞92％的富钛料产品。