一種赤泥和鈦精礦的綜合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種赤泥和鈦精礦的綜合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的最主要的固體廢渣，目前，國內(nèi)赤泥每年排放量超過3000萬t，除少部分應(yīng)用于水泥生產(chǎn)、制磚等用途外，大多濕法露天筑壩堆存，現(xiàn)今赤泥累積堆存已超過I億噸。赤泥的綜合利用一直是一項(xiàng)世界性難題，已經(jīng)成為嚴(yán)重制約著我國氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的問題。近些年，氧化鋁行業(yè)利潤率一直下降，目前多家企業(yè)處于虧損狀態(tài)，赤泥堆場的建設(shè)不僅占用大量土地，而且維護(hù)費(fèi)高昂，增加了氧化鋁生產(chǎn)成本。另外，赤泥本身的高堿度和高鹽度對生態(tài)環(huán)境造成很大危害。并且赤泥中含有大量的有用礦物，如 Fe203、A1203、S12, CaO, T12, Na2O 等，同時(shí)還含有少量 N1、Ge、Sc、Ga、V、P等元素。因此，研究赤泥的綜合利用，對國家的資源綜合利用和氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]目前，已有大量文獻(xiàn)介紹了赤泥提鐵技術(shù)、脫堿提鋁、提取稀貴金(鈧等)，利用酸法提取沉淀S12，利用赤泥中CaO作為的固硫劑等方面的內(nèi)容。然而，對于提取赤泥中鈦元素，以往的文獻(xiàn)或?qū)＠醒芯枯^少。赤泥中的鈦含量一般為6%?9%，接近于某些低鈦的釩鈦海砂礦中的鈦含量，具有一定的回收價(jià)值，但鈦等有價(jià)金屬元素在赤泥中賦存狀態(tài)復(fù)雜，并不是以單一的礦物形式存在，不同礦物間相互包裹、夾雜。文獻(xiàn)報(bào)道中多采用酸溶浸出(濕法)的方式提取鈦，由于浸出率不穩(wěn)定、酸耗大、單位成本高，濕法處理有一定的難度和局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對冶金技術(shù)領(lǐng)域存在的不足之處，在直接還原煉鐵、資源綜合利用方向上，本發(fā)明要解決的問題是提取有色冶金固廢資源(氧化鋁赤泥)中的鈦和鐵等有價(jià)元素，以實(shí)現(xiàn)綜合回收利用。
[0005]本發(fā)明的目的具體是提供一種赤泥和鈦精礦的綜合處理方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0007]—種赤泥和鈦精礦的綜合處理方法，包括以下步驟:
[0008]I)將赤泥與鈦精礦混合，再加入碳質(zhì)還原劑進(jìn)行混勻，得到混合料；
[0009]2)焙燒；
[0010]3)分離得到鐵產(chǎn)品和含鈦尾渣。
[0011]步驟I)所述混合料中，1102的質(zhì)量百分比為8?30%。
[0012]所述步驟I)中，赤泥、鈦精礦和碳質(zhì)還原劑的質(zhì)量比為100:20?60:10?50，優(yōu)選為 100:24:10 ?20。
[0013]本發(fā)明所述方法可進(jìn)一步包括:在所述焙燒處理前，對所述混合料進(jìn)行造球處理，以便得到球團(tuán)。
[0014]本發(fā)明所述方法優(yōu)選包括以下步驟:
[0015]I)磨細(xì)鈦精礦至200目以下的顆粒占65%以上，將所述鈦精礦與赤泥混合，再加入碳質(zhì)還原劑進(jìn)行混勻得到混合料；其中各組分質(zhì)量比為赤泥:鈦精礦:碳質(zhì)還原劑=100:24:10 ?20 ；
[0016]2)將所述混合料經(jīng)圓盤造球制得的含碳球團(tuán)烘干，再放入還原爐中進(jìn)行還原焙燒，得到金屬化球團(tuán)；
[0017]3)將所述金屬化球團(tuán)置入熔煉爐中熔分，得到渣鐵分離良好的熔分鐵和鈦。
[0018]由于赤泥中鐵、鈦的存在形式與鈦精礦中鐵、鈦的存在形式不同，赤泥中鐵主要是以赤鐵礦和針鐵礦形式存在，有少量與鈦結(jié)合的物質(zhì)，如FeT14，鈦元素大部分是以鈣鈦礦(CaT13)形式存在，少部分與鐵的氧化物符合形式存在；鈦精礦中鈦部分呈金紅石形式存在，大部分與鐵結(jié)合，以FeT13形式存在，因此直接還原、熔煉的溫度范圍需要重新摸索，保證兩種物料中鐵和鈦元素均能得到有效還原。本發(fā)明在實(shí)際實(shí)施過程中，研究了不同的鈦精礦配料比對混合料造球成球性的研究、不同礦物混合后的溫度控制制度以及赤泥中鈦氧化物火法還原、熔分參數(shù)控制，同時(shí)也提供了一條適合大規(guī)模綜合利用赤泥的新工藝路線及控制手段。通過本發(fā)明提出的方法，所得鈦渣中，Ti02>45%，T12回收率> 97%，TFe%^ 5% ;金屬鐵中，TFe95%，TFe回收率> 96%。得到的鈦渣經(jīng)常規(guī)選礦工藝后可得到Ti02>70%的富鈦料。
[0019]其中，所述赤泥中總鐵質(zhì)量比例TFe為35-40%，T12質(zhì)量比例為8-11 %。
[0020]本發(fā)明采用的赤泥可不需要優(yōu)選而直接利用，里面的T12含量可以僅為8%。由于赤泥本身粒度很細(xì)，適合采用制球成本低的造球工藝，但赤泥黏性很大，在造球過程中母球不容易長大，直接進(jìn)行造球存在困難，而鈦精礦屬于疏水性礦，黏度較小，因此配入的鈦精礦可起到破黏的作用，促進(jìn)成球過程。
[0021]本發(fā)明所述步驟2)中，焙燒溫度為1150_1330°C。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]本發(fā)明通過配入20-40%的鈦精礦，解決低鈦含量赤泥中鈦元素回收率低的技術(shù)難題，回收率可達(dá)到97%以上，并解決現(xiàn)有赤泥提鈦技術(shù)工藝流程長、能耗大、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模綜合回收利用的難題。
[0024]本發(fā)明的原料赤泥中含鈦量低至9%，用常規(guī)的技術(shù)手段很難提取利用，通過配入20-40%的鈦精礦，可以將處理的物料中鈦綜合含量提高，采用直接還原-熔煉即可提取赤泥中的主要成分鐵元素和稀有金屬鈦元素。另外，配入鈦精礦之后可以減小赤泥的黏性，有利于母球的長大，有效提高造球成球率和球團(tuán)的強(qiáng)度。利用該技術(shù)路線可將赤泥中鈦的回收率提高到97%以上，高于現(xiàn)有流程約80%的鈦回收率。
【附圖說明】
[0025]圖1:赤泥中配加鈦精礦聯(lián)產(chǎn)鈦渣與鐵水的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027]實(shí)施例中，如無特別說明，所采用的手段均為本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]流程見圖1。一種在赤泥中配加鈦精礦聯(lián)產(chǎn)鐵水和鈦渣的方法，該方法包括將鈦精礦與氧化鋁赤泥(TFe 38%，Ti0210.64%)均勻混合，再加入碳質(zhì)還原劑無煙煤進(jìn)行混勻造球，其中，各組分質(zhì)量比為:赤泥:鈦精礦:還原劑=100:24:15.8。造球過程的成球率為92%球團(tuán)的落下強(qiáng)度為6?8次。
[0030]將采用上述原料造成的球團(tuán)烘干，在溫度1150_1300°C下焙燒，得到金屬化球團(tuán)；然后將金屬化球團(tuán)置入熔煉爐中于1500-1550°C下熔分得到渣鐵分離良好的熔分鐵和鈦渣。所得鈦渣中，Τ?0245.3%, Τ?02回收率97.2%，鐵回收率96.23%。
[0031]實(shí)施例2
[0032]—種在赤泥中配加鈦精礦聯(lián)產(chǎn)鐵水和鈦渣的方法，該方法是將氧化鋁赤泥(TFe40%,Ti029.78% )配入28%的鈦精礦?；旌虾蟮奈锪献鳛樾碌脑?，然后再加入碳質(zhì)還原劑焦粉進(jìn)行混勻造球。以占原礦的百分比算，加入的還原劑的比例約為14.8%。造球過程的成球率為95%，球團(tuán)的落下強(qiáng)度為10?12次。
[0033]將采用上述原料造成的球團(tuán)烘干2小時(shí)，再放入還原爐中進(jìn)行直接還原，還原溫度程序段為1180?1320°C，總還原時(shí)間為48min。然后將金屬化球團(tuán)置入熔煉爐中于1500-1600°C下熔分，得到渣鐵分離良好的熔分鐵和鈦渣。所得鈦渣中，Ti0247.63%，T12回收率97.6 %，鐵回收率96.00 %。
[0034]實(shí)施例3
[0035]—種在赤泥中配加鈦精礦聯(lián)產(chǎn)鐵水和鈦渣的方法，該方法是將氧化鋁赤泥(TFe40%,Ti028.64% )配入35%的鈦精礦。混合后的物料作為新的原料，然后再加入碳質(zhì)還原劑進(jìn)行混勻造球。以占原礦的百分比算，加入的還原劑的比例約為13.5%。造球過程的成球率為90%，球團(tuán)的落下強(qiáng)度為5?6次。
[0036]將采用上述原料造成的球團(tuán)在180°C烘干，在然后將金屬化球團(tuán)置入熔煉爐中于1500-1650°C下熔分，得到渣鐵分離良好的熔分鐵和鈦渣。所得鈦渣中，Ti0248.6%, 1102回收率98.1%，鐵回收率96.72%。
[0037]本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實(shí)施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種赤泥和鈦精礦的綜合處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)赤泥與鈦精礦混合，再加入碳質(zhì)還原劑進(jìn)行混勻，得到混合料； 2)焙燒； 3)分離得到鐵產(chǎn)品和含鈦尾渣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合料中T12的質(zhì)量比例為8-30%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中，各組分質(zhì)量比為赤泥:鈦精礦:碳質(zhì)還原劑=100:20?60:10?50。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括:在所述焙燒處理前，對所述混合料進(jìn)行造球處理，以便得到球團(tuán)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，提供一種赤泥和鈦精礦的綜合處理方法，包括以下步驟：1)赤泥與鈦精礦混合，再加入碳質(zhì)還原劑進(jìn)行混勻得到混合料；2)焙燒；3)分離得到鐵產(chǎn)品和含鈦尾渣。本發(fā)明通過配入20-40％的鈦精礦，解決低鈦含量(9％)赤泥中鈦元素回收率低的技術(shù)難題，回收率可達(dá)到97％以上，并解決現(xiàn)有赤泥提鈦技術(shù)工藝流程長、能耗大、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模綜合回收利用的難題。
【IPC分類】C22B34/12, C22B1/02
【公開號】CN105018748
【申請?zhí)枴緾N201510471061
【發(fā)明人】古明遠(yuǎn), 王敏, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月4日