[发明专利]一种利用高钙镁钛精矿制备富钛料的方法和系统

说明书

本发明提供了一种利用高钙镁钛精矿制备富钛料的方法，包括如下步骤：1)将高钙镁钛精矿和煤粉进行混合后进行球磨，然后再向混合粉料中加入粘结剂、添加剂以及水，经混匀、造球、烘干后得到混合球团；2)将球团均匀铺在链篦机上，分别进行预脱水、预热处理；3)将预处理后的球团送入第一回转窑中进行一次反应；4)将一次反应后的球团送入第二回转窑内进行二次反应，反应气氛为氢气与氮气混合气氛；5)将二次反应后的球团送入冷却室进行冷却，然后进行破碎、磁选分离。本发明采用的方法分别实现了高钙镁钛铁矿还原氮化制备TiC_xO_yN_z所需的高温环境和气氛环境，大大提高TiC_xO_yN_z生产效率，降低生产成本，同时为低温氯化工艺提供了理想的原材料。

技术领域

本发明涉及一种制备富钛料的方法和系统，具体涉及一种利用高钙镁钛精矿制备富钛料的方法和系统。

背景技术

Kroll法是目前工业上制备海绵钛的最主要方法，该法首先将钛矿物经过富集-氯化-精制制取TiCl₄，TiCl₄再经过镁热还原得到海绵钛。目前制备TiCl₄的最主要方法为流态化氯化工艺，细颗粒富钛料与碳质还原剂在氯气流作用下呈流态化状态，同时进行氯化反应制取TiCl₄。该工艺要求温度在800-1000℃左右，在此温度下，钛铁矿中的CaO、MgO等杂质也会被氯化，产生的熔融状CaCl₂和MgCl₂会黏结物料，破坏正常的流态化，因此高钙镁钛精矿不能作为传统的流态化氯化工艺的原料。

工业上如何低成本、高效率的将钛铁矿还原为富含TiC_xO_yN_z的富钛料是一个难题。实验室结果表明，制备TiC_xO_yN_z适宜条件为>1300℃，>30min，高氮气气氛。回转窑是低成本预还原铁等精矿球团的设备，但普通回转窑难以成功制备TiC_xO_yN_z。因为在使用回转窑处理钛铁矿时，回转窑通过喷吹的燃料(天然气、煤粉或油)燃烧获得高温，但气氛为氧化性或弱还原性气氛，只能将铁氧化物还原为金属铁，而钛氧化物只能生成Ti₃O₅等钛的低价氧化物，难以生成TiC_xO_yN_z。

申请号为CN201811411238.8的中国发明专利公开了一种制备碳氮化钛的方法，将含钛原料和碳质还原剂的原料混合形成固体原料，然后将其加热到1200℃以上，加热过程中含钛原料在氮化气氛中经过还原氮化过程而合成碳氮化钛，所述含钛原料为：金属钛和/或含钛和氧的化合物或者这些化合物的混合物；所述的加热过程为：在反应炉中通过电源电极对含钛原料和碳质还原剂的原料混合形成的固体原料直接通电，通过固体原料自身的电阻或者原料颗粒或者块之间的接触电阻发热而加热固体原料；所述的固体原料是通过将含钛原料和碳质还原剂的原料混合、碾压或挤压、和/或压块形成的；所述的反应炉为给所述的固体原料直接通电的回转窑；或者，所述的反应炉为给所述的固体原料直接通电立式窑炉，所述的固体原料在立式窑炉的加热段依靠重力紧密堆积在一起在所述的固体原料中形成连续的电流通路，上述方法虽然能很好地控制气氛，但温度难以准确控制，当局部温度过高时会形成渣相，渣相形成后不利于后续低温氯化反应的进行；同时由于铁氧化物与钛氧化物同时使用电还原，导致能耗增加，成本上升。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备富钛料的方法和系统，旨在提高富钛料的效率和收得率、降低生产成本，并为低温氯化工艺提供理想的原材料。

本发明提供的一种利用高钙镁钛精矿制备富钛料的方法，包括如下步骤：