[发明专利]由锐钛矿机械精矿获得具有高TiO2含量和低放射性核素成份含量的钛精矿的方法

摘要

本发明涉及由锐钛矿机械精矿生产具有低放射性核素成份含量的钛精矿的独特方法。这种含高TiO₂的精矿主要针对于二氧化钛颜料制造的氯化物工艺。这里所述的方法主要涉及通过下列顺序的单元操作处理锐钛矿机械精矿：在空气中煅烧并使用氢气或任何其它还原性气体进行还原，两者均在流化床反应器或回转窑中进行，还原产物的低强度磁性分离，对低强度磁性分离产生的非磁性部分进行高强度磁性分离，高强度磁性分离产物的盐酸浸析，浸析产物的过滤和脱水，在空气或氧气的连续气流中并且在氟化钠(NaF)和非晶态氧化硅(SiO₂)的混合物的存在下对脱水材料进行高温氧化，氧化矿石的快速冷却，在氟化钠的存在下对氧化产物进行盐酸浸析，对二次浸析的产物进行过滤和干燥然后进行高强度磁性分离，该末级磁性分离的非磁性部分成为最终产品。该方法的特征在于对目前已知的步骤顺序进行改变，对几乎所有的相关单元操作进行改进，而且独特利用了放射性核素的去除机制。

主权项

1.由锐钛矿机械精矿获得具有高TiO2含量和低放射性核素成份含量的钛精矿的方法，其特征在于包含下列顺序的单元操作：在流化床或回转窑中在400℃至550℃的温度范围内煅烧矿石30分钟至1小时，将水合铁氧化物转变成赤铁矿并使接下来的还原步骤需要的时间较短；在流化床或回转窑中使用氢气、一氧化碳、天然气或任何其它还原性气体对煅烧产物进行磁化还原，使用400℃至550℃的温度，持续5至30分钟，以便将赤铁矿转变成磁铁矿；在筒状分离器中以600至800高斯的磁场对还原产物进行低强度磁性分离，提取还原阶段形成的磁性部分；在筒状或辊状分离器和稀土永磁体中以16000至20000高斯的磁场对低强度非磁性部分进行干法、高强度磁性分离，提取硅酸盐，二代磷酸盐，独居石，钙锆钛矿，钛锆钍矿以及含铀和含钍的矿物；在搅拌槽或柱状槽中使用20至30％w/w的HCl对高强度磁性部分进行盐酸浸析，固液比为1/2w/w，温度为90℃至107℃，持续2至4小时，溶解一代磷酸盐、铁氧化物、铝、镁、钡和钙；在带式过滤器中对浸析产物进行过滤；在回转或流化床干燥器中对过滤产物进行干燥；在回转窑或流化床反应器中，在空气或氧气的气流下，使用1000℃至1100℃的温度对干燥后的矿石进行氧化，其中存在氟化钠(NaF)与非晶态氧化硅(SiO2)的混合物，相对于氧化进料的量为3％至10％的NaF和1％至10％的SiO2，在锐钛矿晶界中形成富放射性核素的玻璃相，另外促进放射性核素向富铁相迁移；在水中对氧化产物进行急冷，分别稳定玻璃相和富铁相；使用20至30％w/w HCl在搅拌槽或柱状槽中对急冷产物进行盐酸浸析，固液比为1/2w/w，温度范围是90℃至107℃，持续时间为2至4小时，在存在氟化钠(NaF)或氢氟酸(HF)条件下，以便通过生成或外加的氟离子(F-)的作用溶解富放射性核素的玻璃相；在带式过滤器中对二次浸析产物进行过滤；在回转或流化床干燥器中对过滤产物进行干燥；在筒状或辊状分离器和稀土永磁体中进行干法、高强度磁性分离(16000至20000高斯)，分离含铁的富放射性核素部分，非磁性部分成为最终产物并将磁性部分除去。