專利名稱：利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)人造金紅石的方法，特別是一種利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)、外鈦白原料市場中作為“高檔氯化法鈦白”的原料，如天然金紅石、人造金紅石等特別緊缺，高鈦渣已成為氯化法生產(chǎn)鈦白的主要原料?，F(xiàn)行的礦熱爐還原法制備的高鈦渣約含60～75％的TiO2，品位低，不適宜作“高檔氯化法鈦白”的原料。因此，提高鈦渣品位，滿足市場需求，勢在必行。高鈦渣中黑鈦石是主要含鈦物相，其TiO2含量較高(60％-80％)，是早期析晶產(chǎn)物，但黑鈦石性脆，硬度低，不適于物理分離。近年來國內(nèi)外一些科技工作者圍繞“高鈦渣的富集”進(jìn)行了研究，在制備人造金紅石方面已取得一些成果，現(xiàn)簡述如下。
專利號為4038363的美國專利“Upgrading sorelalag for production ofsynthetic rutile”公開了提高索雷爾渣(高鈦渣)的品位，制備人造金紅石的方法，它是將氧化焙燒后的鈦渣經(jīng)濕磨、水洗、稀硫酸兩次浸漬、過濾、洗滌，在850～950℃下煅燒得到二氧化鈦品位高的人造金紅石。
專利號為4933153的美國專利“Method of preparing a synthetic rutile froma titaniferous slag containing magnesium values”公開了一種用含有鎂的鈦渣制備金紅石的方法，它是將氯化處理后的鈦渣用酸或堿浸漬處理，去除剩余的雜質(zhì)，浸漬物經(jīng)洗滌烘干，得到二氧化鈦品位高的人造金紅石。
專利號為5830420的美國專利“Method to upgrade titania slag andresulting product”公開了提高鈦渣品位的方法，它是將氧化焙燒和還原焙燒后的鈦渣在不小于125℃、0.3445MPa～0.4823MPa下用無機(jī)酸酸浸，酸浸產(chǎn)物經(jīng)洗滌、堿浸后，在600℃～800℃得到高品位二氧化鈦的鈦渣。
專利號為1429919A的中國專利“利用鈦礦生產(chǎn)富鈦料的方法”公開了提高鈦渣品位的方法，它是將高鈦渣或未經(jīng)雷蒙磨細(xì)磨的酸溶性富鈦料送入保溫結(jié)晶氧化爐中，用電弧加熱、吹氧或用氧氣-燃料噴槍或氧氣(空氣)直流等離子發(fā)生器對氧化爐加熱、吹氧，同時加入硅石、氟化物添加劑，對高鈦渣或酸溶性富鈦料進(jìn)行固相深度氧化，形成金紅石富鈦料，此富鈦料在緩冷器中使金紅石晶粒長大、冷卻后經(jīng)破碎，磨礦和重選排棄尾礦，得到TiO2＞92％～96％的低鈣鎂人造金紅石。
美國礦物局在1970年的“Bureau of Mines Report RI 7985”公布了一種提高鈦渣品位的方法，它是通過電爐還原得到高鈦渣，高鈦渣經(jīng)低溫予氧化，在高溫下加入添加劑經(jīng)固相氧化，得到金紅石富鈦料，富鈦料經(jīng)酸浸分離得到高品位人造金紅石。
上述制備高品位人造金紅石的方法均存在下述缺點1.不能有效利用高鈦熔渣物理熱，能耗大，生產(chǎn)成本高；2.在固態(tài)下氧化鈦渣，氧化焙燒時間長，效率低；3.在高溫、高壓下酸解浸出，勞動強(qiáng)度大，有污染；4.氧化與緩冷需要特定的冶金爐，設(shè)備投資大，操作復(fù)雜；5.工藝流程長，效果不理想.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，該工藝流程設(shè)計合理，設(shè)備簡單，易操作，充分利用原料自身的能量，熱效率高，有利于鈦組分的富集和金紅石相長大和粗化，分離金紅石相效果好，能顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量，且無環(huán)境污染，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該方法采用以下三個步驟一、鈦組分選擇性富集將盛裝在渣罐中的鈦渣加熱熔化，熔化后的溫度控制在1500-1650℃；當(dāng)溫度恒定后，向渣罐中加入添加劑，所用添加劑為CaO、MgO、BaO、Na2O、MnO、Cr2O3、Al2O3、B2O3、SiO2、P2O5、CaF2、Na2B4O7或Na3PO4中的一種或其混合物，添加劑的用量為熔渣總量的3％～9％，加入添加劑的同時或之后，向熔渣中噴吹空氣、氧氣、空氣與氧氣的混合氣或空氣與氮氣的混合氣來氧化熔渣，氧化時間與高鈦渣的重量比受氣體流量影響，控制在分鐘∶克＝1∶10～50范圍，氣體中氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，使鈦組分選擇性地富集于金紅石相中；二、金紅石相選擇性長大鈦組分選擇性地富集于金紅石相后，在1500-1650℃溫度范圍內(nèi)降溫，控制降溫速率，使熔渣冷卻速度控制在0.5-5℃/min范圍；冷卻至室溫，進(jìn)行選擇性長大；三、金紅石相選擇性分離將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)至粒度為+150目～-300目，采用濕法冶金分離的方法或選礦分離的方法，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到TiO2品位高的人造金紅石。
所述熔渣的化學(xué)組成中，鈦的氧化物含量范圍為50-85％。
所述渣罐頂部加蓋，周壁填充保溫材料層。
所述的金紅石相選擇性分離中，采用濕法冶金分離方法是將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)后，以無機(jī)酸或再生無機(jī)酸提取分離，浸出條件為酸濃度為5～45％，浸漬時間10～60分鐘，浸漬溫度30～90℃，攪拌速度4～10轉(zhuǎn)/秒，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到高品位的人造金紅石。
所述的無機(jī)酸或再生無機(jī)酸為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸的一種或其混合物。
所述的金紅石相選擇性分離中，采用選礦分離的方法是將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)后，用重選、浮選，或重選結(jié)合浮選聯(lián)合的方法將凝渣中的金紅石相分離出來，得到高品位的人造金紅石。
由于本發(fā)明工藝流程設(shè)計合理，充分利用熔渣自身的物理熱，通過向熔渣中噴入適量氧化性氣體進(jìn)行吹煉，使熔渣內(nèi)還原態(tài)物質(zhì)發(fā)生氧化放熱反應(yīng)，這不僅使熔渣溫度升高，促進(jìn)熔渣內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，而且氧化可使熔渣中黑鈦石相氧化為金紅石相；能使熔渣中夾帶的金屬鐵液滴聚集、長大和沉降，實現(xiàn)回收。同時，添加劑的加入使分散在不同礦相中的鈦組分選擇性地富集進(jìn)入金紅石相并實現(xiàn)長大和粗化。因此，通過氧化和加入添加劑的措施，來控制熔渣中含鈦組分的走向和形貌，從而為選擇性分離創(chuàng)造有利條件。由于渣中金紅石相不溶于無機(jī)酸，而渣中大部分雜質(zhì)溶于酸，氧化改性的高鈦渣經(jīng)酸浸出可實現(xiàn)金紅石相與雜質(zhì)選擇性分離；也可以采用選礦分離的方法實現(xiàn)金紅石相與脈石相選擇性分離。最終得到高質(zhì)量產(chǎn)品人造金紅石，TiO2含量達(dá)到85％以上。
本發(fā)明具有以下積極效果1、高鈦熔渣溫度在1500℃以上，熔融渣的物理熱量大；同時，熔渣氧化反應(yīng)釋放出大量熱能，使熔渣溫度升高，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，熔渣的熱能利用效率高；2、熔渣的氧化反應(yīng)在渣罐中進(jìn)行，設(shè)備簡單，易于操作；3、高鈦渣中鈦的價態(tài)存在多種形態(tài)(Ti2+，Ti3+和Ti4+)，它們分散地分布在多種礦物相中。其中，低價鈦礦物相以黑鈦石為主(約20～42％)。在氧化過程中，低價鈦(Ti2+，Ti3+)氧化為高價鈦(Ti4+)，渣中(Ti4+)以金紅石相(TiO2)形態(tài)存在。因此，氧化反應(yīng)有利于渣中低價鈦選擇性地富集于金紅石相中；4、渣中加入酸性氧化物添加劑，促使黑鈦石相分解，其中的雜質(zhì)進(jìn)入基體相；加入堿性氧化物添加劑，能降低熔渣粘度，也有利于金紅石相生成；5、熔渣氧化過程中，熔渣溫度升高，粘度下降，加快氧化速度，促進(jìn)金紅石相析出反應(yīng)(TiO2)＝TiO2(S)向右進(jìn)行，有利于鈦選擇性地富集于金紅石相；6、熔渣氧化過程中，熔渣溫度升高，粘度減小，有利于金紅石相長大和粗化。另外，控制一定的熱處理條件(保溫時間、降溫速率和熔渣溫度)也有利于金紅石相長大和粗化；7、渣中金紅石相不溶于無機(jī)酸，而渣中大部分雜質(zhì)又溶于酸，上述改性處理的凝渣經(jīng)酸浸出后，可選擇性地將渣中的金紅石相與雜質(zhì)分離開來，得到TiO2含量85％以上的人造金紅石富鈦料，這是一種分離方法；8、渣中金紅石比重大、硬度大，采用選礦分離的方法，將凝渣破碎、磨細(xì)，再用重選、或浮選，或重選結(jié)合浮選聯(lián)合的方法也可以將凝渣中的金紅石相分離出來
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的一種工藝流程。
圖2(a)是原渣的背散射顯微形貌圖；(b)是氧化渣的背散射顯微形貌圖。
圖3(a)是氧化時間為1min時氧化渣的微觀形貌圖；(b)是氧化時間為5min時氧化渣的微觀形貌圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1-3和實施方式詳細(xì)說明本發(fā)明的具體工藝流程。該方法采用以下三個步驟一、鈦組分選擇性富集首先稱取一定量的電爐熔煉鈦渣，熔渣的化學(xué)組成中，鈦的氧化物含量范圍為50-85％。將稱取的鈦渣盛裝在渣罐中，加熱使渣熔化，熔渣的溫度控制在1500-1650℃。當(dāng)溫度恒定后，向渣罐中加入添加劑，所用添加劑為CaO、MgO、BaO、Na2O、MnO、Cr2O3、Al2O3、B2O3、SiO2、P2O5、CaF2、Na2B4O7或Na3PO4中的一種或其混合物，添加劑的用量為熔渣總量的3％～9％。加入添加劑的同時或之后，向熔渣中噴吹空氣、氧氣、空氣與氧氣的混合氣或空氣與氮氣的混合氣來氧化熔渣，氧化的時間與熔渣的重量比受氣體流量影響，控制在分鐘∶克＝1∶10～50范圍，氣體中氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，使鈦組分選擇性地富集于金紅石相中；二、金紅石相選擇性長大上述鈦組分選擇性地富集于金紅石相后，在1500-1650℃溫度范圍內(nèi)降溫，控制降溫速率，使熔渣冷卻速度控制在0.5-5℃/min范圍。熔渣隨渣罐冷卻至室溫時，選擇性富集鈦組分的金紅石相進(jìn)行選擇性長大。
三、金紅石相選擇性分離將上述鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)至粒度為+150目～-300目，采用濕法冶金分離的方法或選礦分離的方法，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到TiO2品位高的人造金紅石。
上述操作步驟中，為充分利用熔渣的物理熱，在渣罐中更好地進(jìn)行氧化過程，可以在渣罐頂部加蓋，周壁填充保溫材料層。
上述操作步驟中，金紅石相選擇性分離所采用濕法冶金分離方法是將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)后，以無機(jī)酸或再生無機(jī)酸提取分離，浸出條件為酸濃度為5％～45％，浸漬時間10～60分鐘，浸漬溫度30～90℃，攪拌速度4～10轉(zhuǎn)/秒，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到高品位的人造金紅石。
上述操作步驟中，所用的無機(jī)酸或再生無機(jī)酸為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸的一種或其混合物。
上述操作步驟中，金紅石相選擇性分離中采用選礦分離的方法是將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)后，用重選、浮選，或重選結(jié)合浮選聯(lián)合的方法，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到高品位的人造金紅石。
實施方式1稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。將稱取的鈦渣盛裝在渣罐中，加熱鈦渣直至熔化，熔渣溫度控制在1550℃左右；當(dāng)溫度恒定后，向渣罐的熔渣中加入添加劑CaO6g和P2O514g。加入添加劑的同時(或之后)，向熔渣中噴吹氧氣，氧化時間為5min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，使鈦組分選擇性地富集于金紅石相中。之后，熔渣的溫度因氧化升高約40℃，達(dá)到1590℃；在1590～1300℃溫度范圍內(nèi)控制冷卻速度為2℃/min，隨爐冷卻到室溫，金紅石相進(jìn)行選擇性長大。冷卻后的氧化凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)至粒度為+200目～-300目。采用稀鹽酸浸漬渣粉，浸漬溫度50℃，浸漬時間30min，鹽酸濃度14％，攪拌速率4轉(zhuǎn)/秒；對酸浸漬后的渣粉過濾、烘干，最終得到品位91.26％TiO2的人造金紅石。
實施方式2稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1550C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑CaO 4g和Na3PO414g，氧化時間5min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1590℃，在1590～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度5℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目。用16％鹽酸浸出，浸漬溫度55℃，攪拌速率4轉(zhuǎn)/秒，浸漬時間40min。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含90.06％TiO2的人造金紅石。
實施方式3稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1530C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑CaF26g和P2O512g，氧化時間5min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1570℃。在1570～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度為1.0℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目。用10％鹽酸浸出，浸漬溫度45℃，攪拌速率4轉(zhuǎn)/秒，浸漬時間50min。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含89.28％TiO2的人造金紅石。
實施方式4稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1530C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑Na2O4g和P2O510g，氧化時間4min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1560℃，在1560～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度0.5℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+150目～-200目。采用重選分離方法將凝渣中的金紅石相分離出來，最后得到含87.3％TiO2的人造金紅石。
實施方式5稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1580C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入空氣，同時加入添加劑BaO4g和P2O512g，氧化時間6min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1610℃，在1610～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度0.5℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+150目～-200目，用20％硫酸浸出，浸漬溫度55℃，浸漬時間40min，攪拌速率4轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含90.2％TiO2的人造金紅石。
實施方式6稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1560C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑Na3PO412g，氧化時間4min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1590℃，在1590～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度0.5℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+150目～-200目。用15％硫酸浸出，浸漬溫度45℃，浸漬時間30min，攪拌速率4轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含86.4％TiO2的人造金紅石。
實施方式7稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1550C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入富氧空氣，同時加入添加劑Na3PO418g，氧化時間5min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1570℃，在1570～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度5℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目。用20％磷酸浸出，浸漬溫度45℃，浸漬時間20min，攪拌速率4轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含90.6％TiO2的人造金紅石。
實施方式8稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1550C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入富氧空氣，同時加入添加劑B2O318g，氧化時間6min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1580℃，在1580～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度2℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目。用16％磷酸浸出，浸漬溫度45℃，浸漬時間30min，攪拌速率8轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含90.2TiO2％。
實施方式9稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1550C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑B2O312g，氧化時間3min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1570℃，在1570～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度2℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目，用20％硝酸浸出，浸漬溫度45℃，浸漬時間30min，攪拌速率8轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含88.15％TiO2的人造金紅石。
實施方式10稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1550C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑BaO16g，氧化時間3min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1570℃，在1570～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度2℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目。用20％鹽酸浸出，浸漬溫度65℃，浸漬時間30min，攪拌速率8轉(zhuǎn)/秒，經(jīng)過濾、烘干，最后得到含86.9％TiO2的人造金紅石。
實施方式11稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1570C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入氧氣，同時加入添加劑CaF212g，氧化時間5min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1610℃，在1610～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度0.5℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+150目～-200目。用15％鹽酸浸出，浸漬溫度55℃，浸漬時間40min，攪拌速率8轉(zhuǎn)/秒。經(jīng)過濾、烘干，最后得到含88.7％TiO2。
實施方式12稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1560C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入富氧空氣，同時加入添加劑P2O512g，氧化時間6min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1590℃，在1590～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度3℃/min。冷卻后的氧化凝渣破碎、磨細(xì)，粒度+200目～-300目，用30％硫酸浸出，浸漬溫度55℃，浸漬時間30min，攪拌速率8轉(zhuǎn)/秒經(jīng)濾、烘干，最后得到含90.6％TiO2的人造金紅石。
實施方式13稱取200g電爐冶煉鈦渣，其成分為74.79％TiO2、3.14％CaO、8.89％MgO、3.86％Al2O3、3.10％FeO。電阻加熱使渣熔化，繼續(xù)升溫，溫度達(dá)到1560C時，恒定溫度，在熔融狀態(tài)下通入空氣與氮氣的混合氣，同時加入添加劑NaF6g和SiO210g，氧化時間為12min，氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，氧化后熔渣溫度升高到1580℃，在1580～1300℃溫度范圍內(nèi)降溫，冷卻速度0.5℃/min。冷卻后的氧化凝渣經(jīng)破碎、磨細(xì)，粒度+100目～-200目，重選，排棄尾礦，得到含88.3％TiO2的人造金紅石。
權(quán)利要求
1.一種利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，其特征在于采用以下三個步驟一、鈦組分選擇性富集將盛裝在渣罐中的鈦渣經(jīng)加熱熔化，熔化后的溫度控制在1500-1650℃；當(dāng)溫度恒定后，向渣罐中加入添加劑，所用添加劑為CaO、MgO、BaO、Na2O、MnO、Cr2O3、Al2O3、B2O3、SiO2、P2O5、CaF2、Na2B4O7或Na3PO4中的一種或其混合物，添加劑的用量為熔渣總量的3％～9％，加入添加劑的同時或之后，向熔渣中噴吹空氣、氧氣、空氣與氧氣的混合氣或空氣與氮氣的混合氣來氧化熔渣，氧化的時間與熔渣的重量比受氣體流量影響，控制在 分鐘∶克＝1∶10～50范圍，氣體中氧的分壓控制在10-2-1atm范圍內(nèi)，使鈦組分選擇性地富集于金紅石相中；二、金紅石相選擇性長大鈦組分選擇性地富集于金紅石相后，在1500-1650℃溫度范圍內(nèi)降溫，控制降溫速率，使熔渣冷卻速度控制在0.5-5℃/min范圍；冷卻至室溫，進(jìn)行選擇性長大；三、金紅石相選擇性分離將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)至粒度為+150目～-300目，采用濕法冶金分離的方法或選礦分離的方法，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到TiO2品位高的人造金紅石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，其特征在于所述熔渣的化學(xué)組成中，鈦的氧化物含量范圍為50-85％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，其特征在于所述渣罐頂部加蓋，周壁填充保溫材料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，其特征在于所述的金紅石相選擇性分離中采用濕法冶金分離方法是將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)后，以無機(jī)酸或再生無機(jī)酸提取分離，浸出條件為酸濃度為5％～45％，浸漬時間10～60分鐘，浸漬溫度30～90℃，攪拌速度4～10轉(zhuǎn)/秒，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到高品位的人造金紅石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，其特征在于所述的無機(jī)酸或再生無機(jī)酸為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸的一種或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，其特征在于所述的金紅石相選擇性分離中采用選礦分離的方法是將鈦組分選擇性地富集于金紅石相和金紅石相選擇性長大處理后的冷卻凝渣，經(jīng)破碎、磨細(xì)后，用重選、浮選，或重選結(jié)合浮選聯(lián)合的方法將凝渣中的金紅石相分離出來，得到高品位的人造金紅石。
全文摘要
一種利用高鈦熔渣生產(chǎn)人造金紅石的方法，它采用以下三個步驟即將盛裝在渣罐中的鈦渣經(jīng)加熱熔化，向渣罐中加入添加劑的同時或之后，向熔渣中噴吹氧化性氣體，使鈦組分選擇性地富集于金紅石相中；然后控制降溫速率使熔渣冷卻至室溫，使金紅石相選擇性長大；最后將冷卻的凝渣經(jīng)破碎、磨細(xì)，采用濕法冶金分離的方法或選礦分離的方法，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到TiO
文檔編號B09B3/00GK1919740SQ20061004721
公開日2007年2月28日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者隋智通, 張力 申請人:隋智通, 張力