CN101565768A

CN101565768A - 用转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法

Info

Publication number: CN101565768A
Application number: CNA2009100944661A
Authority: CN
Inventors: 汪云华; 范兴祥; 李柏榆; 李博杰
Original assignee: Kunming Institute of Precious Metals
Current assignee: Kunming Institute of Precious Metals
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2009-10-28

Abstract

本发明公开了一种用转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法，按以下步骤完成：钛砂矿经破细、加入一定比例的碳质还原剂、黏结剂与精矿混匀，用球蛋成型机制成径为10～40mm球团，200～500℃干燥4～6h，置于转底炉中进行快速还原，还原温度1200～1350℃、还原时间20～120min；还原后，进行破碎，然后按磨矿浓度50～80％进行球磨，球磨时间0.5－1.5h，磨矿细度为－200目占80～90％。球磨后，进行磁选和重选得到精矿铁粉、尾矿钛渣，其中磁选强度1000～4000高斯。本发明采用转底炉在高温下快速还原钛砂矿球团，不仅炉内温度场均匀，而且可加快还原反应速率，缩短还原时间，提高还原效率，同时还原温度和气氛均可控。

Description

用转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法

技术领域

本发明涉及一种云南钛砂矿综合利用的处理方法，特别是一种从云南钛砂矿中提取铁、钛的方法，属于冶金领域。

背景技术

我国是钛资源大国，储量占世界储量的60％以上，但钒钛磁铁共生矿占了主导地位。钛矿是云南省黑色资源中除铁、锰外居第三位的重要矿种，主要分布在禄劝、武定、富民、禄丰、保山板桥、西双版纳的勐海及滇南的石屏、建水、华宁、蒙自、富宁等地区是以砂矿为主的钛铁矿，矿物组合筒单，分选性能良好。钛精矿钙镁杂质低是生产海绵钛的优质原料。云南禄丰某钛铁砂矿床经地质工作，估计属于中型以上矿床。另外，未经地质部门勘探，但农民进行土法开采的矿点至少已有20多个。据专家估计，这些民采矿点多数是具有工业开采价值的钛铁砂矿床，只要经过地质勘探，将获得可观的工业储量。

云南省有丰富的钛资源，已探明的钛铁矿床有30个，其中大型矿床15个、中型矿床5个、小型矿床10个。探明的钛铁矿储量约5561×104t。由于过去地质部门对云南钛资源的勘探程度较低，许多钛铁矿床未作任何地质工作。实际上，云南省钛铁矿的储量将远大于上述数字。然而，与钛资源优势反差极大的却是极不协调的利用现状。云南省目前钛资源的开发程度很低，主要以生产初级产品钛精矿为主。钛精矿生产企业绝大多数为个体私营小企业，由于采选技术水平低，设备及生产方式落后，管理水平低，因而资源利用率低，资源优势尚未能转化为经济优势。

目前，对云南的钛砂矿的处理主要是采用氯化法为主体和与之相配套的烧碱厂副产盐酸的浸出法生产钛精矿，这样的方法酸耗大，而且造成严重的环境污染，治理耗资巨大，生产周期长，生产成本高；云南省钛白粉生产能力极低，全省仅武定县和富民县各有一家钛白粉厂，均采用硫酸法生产锐钛型钛白粉产品档次较低；云南省钛砂矿矿物性质简单，属于易选矿石，一般选矿工艺为：多段水洗-重选-磁选流程，但这样的简单选矿方式，造成了收率低，钛铁矿选矿回收率仅50％左右，资源浪费极其严重，造成资源急剧贫化的现状；冶金方法中采用普通矿热电炉生产高钛渣，但由于电炉冶炼存在能耗高、污染大等缺点，致使电炉冶炼厂面对巨大的压力。

发明内容

本发明旨在克服上述工艺存在的缺陷，提供一种用转底炉快速还原含碳钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法。该方法具有操作简单、还原温度场均匀、生产时间较短、反应时间快、生产效率高钛和铁收率高、成本低、温度和还原气氛易自动控制等特点。此外，本技术在生产过程中所需能耗90％由煤提供，仅需要少量的电力作为动力用。

本发明按以下步骤完成：钛砂矿经破细(粒度范围-120+200目)、加入一定比例的碳质还原剂(碳质还原剂配比为矿的7～25％)、黏结剂(黏结剂为羧甲基纤维素，用量为矿量的0.01～3％)与钛砂矿混匀(混匀设备混料机)，用成型机制成球团(球团直径为10～40mm)，干燥，置于转底炉中进行快速还原(还原条件：还原温度1200～1350℃、还原时间20～120min)，还原后，进行破碎(粒度为-120+200目)，然后按磨矿浓度(磨矿浓度为50～80％，磨矿细度为-200目占80～90％)进行湿法球磨0.5-1.5h，进行磁选和重选(条件：磁选强度1000～4000高斯)，便得到高品位的铁粉(含铁90～95％)，可作为炼钢原料。磁选和重选获得的尾矿，其含二氧化钛50～70％，可作为提钒和钛的原料。

在所述的黏结剂为羧甲基纤维素，加入原矿重量0.01～3％。所述的湿法球磨为矿浆浓度50～80％，球磨时间0.5～1.5h。所述的磁选和重选获得的铁粉可作为炼钢原料用，磁选和重选获得尾矿作为提钛的原料。所述的转底炉还原时间为20～120min。本发明与传统回转窑、竖炉、隧道窑还原比较，本发明具有温度和气氛可控性强、还原温度高、温度场均匀、反应速率快、还原时间短、还原效率高、铁和钛收率高、成本低等优点，避免了同转窑还原过程结圈，隧道窑、竖炉和回转窑还原时间长、能耗高等存在的缺陷。本发明只需加入还原剂、黏结剂与破碎的钛砂矿经制团、干燥、转底炉还原、破碎和湿法球磨，经磁选和重选，获得铁粉和尾矿，实现铁与钛分离。由于采用湿法球磨，使金属铁与脉石解离，经磁选和重选工序，可获得含铁高的铁粉和含钛高的尾矿，实现了铁与钛有效分离，摒弃了直接还原-电炉熔分存在钛分散严重的问题。因此，本发明为处理钒钛铁精矿提供了一种新的方法，实现环境效益、社会效益和经济效益三者统一，具有潜在的工业应用前景。本发明采用转底炉在高温下快速还原钛砂矿球团，不仅炉内温度场均匀，而且可加快还原反应速率，缩短还原时间，提高还原效率，同时还原温度和气氛均可控。本工艺在生产过程中所需大量能耗由煤提供，仅需要少量的电力作为动力用，且可大规模生产。此外，由于本工艺采用转底炉快速还原钛砂矿球团，得到的金属化球团经过破碎和湿法球磨，采用磁选、重选工序分离出大量的铁，摒弃了电炉熔炼成本高及转炉吹炼铁水提钛收率低等缺陷。因此，本方法处理钛砂矿，具有钛、铁收率较高、生产成本较低、资源利用高等优点，为钛砂矿综合利用开辟了一条可行的新途径。

附图说明

图1为本发明实施实例的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：1.钛砂矿的化学成分如下：TFe31.56～33.74％、TiO₂45.47～46.83、SiO₂2.31～2.58％、Al₂O₃2.36～2.64％、CaO1.24～1.40％、MgO2.37～2.55％。

2.工艺条件：钛砂矿10000g破磨到-120+200目占80％、加入原矿重量20％的碳粉和加入原矿重量1％的羧甲基纤维素黏结剂与钛砂矿进行混匀，用球蛋成型机制成直径为10~40mm球团，在250℃干燥4h，采用转底炉快速还原，温度控制在1200℃，时间30min。还原后，进行粗破(粒度为-120+200目)，然后进行湿法球磨，矿浆浓度55％，球磨时间1.5h，球磨后，采用2500高斯的磁选机进行磁选，磁选获得的物料，采用摇床进行重选，便得到高品位的铁粉，磁选和重选获得的尾矿为可利用钛渣。在此工艺条件下达到的技术经济指标：铁粉品位达到92.24％，铁直收率达到82.5％，钛渣中钛品位74.12％，钛收率达到88.87％。

实施例2：1.钒钛铁精矿的化学成分如下：TFe32.01～34.82％、TiO₂45.31～46.14、SiO₂2.12～2.45％、Al₂O₃2.02～2.49％、CaO1.14～1.58％、MgO2.67～2.89％。

2.工艺条件：钛砂矿20000g破磨到-120+200目占80％、加入原矿重量22％的碳粉和加入原矿重量2％的羧甲基纤维素黏结剂与钛砂矿进行混匀，用球蛋成型机制成直径为10～40mm球团，在250℃干燥4h，采用转底炉快速还原，温度控制在1250℃，时间40min。还原后，进行粗破(粒度为-120+200目)，然后进行湿法球磨，矿浆浓度65％，球磨时间1h，球磨后，采用3000高斯的磁选机进行磁选，磁选获得的物料，采用摇床进行重选，便得到高品位的铁粉，磁选和重选获得的尾矿为可利用钛渣。在此工艺条件下达到的技术经济指标：铁粉品位达到93.27％，铁直收率达到82.33％，钛渣中钛品位75.74％，钛收率达到90.96％。

实施例3：1.钒钛铁精矿的化学成分如下：TFe36.54～38.01％、TiO₂45.39～47.94％、SiO₂2.71～2.99％、Al₂O₃2.64～2.97％、CaO1.54～1.77％、MgO2.64～2.98％。

2.工艺条件：钛砂矿50000g破磨到-120+200目占80％、加入原矿重量25％的碳粉和加入原矿重量3％的羧甲基纤维素黏结剂与钛砂矿进行混匀，用球蛋成型机制成直径为10～40mm球团，在250℃干燥4h，采用转底炉快速还原，温度控制在1300℃，时间50min。还原后，进行粗破(粒度为-120+200目)，然后进行湿法球磨，矿浆浓度75％，球磨时间1.5h，球磨后，采用3500高斯的磁选机进行磁选，磁选获得的物料，采用摇床进行重选，便得到高品位的铁粉，磁选和重选获得的尾矿为可利用钛渣。在此工艺条件下达到的技术经济指标：铁粉品位达到94.01％，铁直收率达到84.4％，钛渣中钛品位76.27％，钛收率达到92.47％。

Claims

1、一种用转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法，其特征在于按以下步骤完成：钛砂原矿经破细、加入碳质还原剂、黏结剂与钛砂矿精矿混匀，用球蛋成型机制成直径为10~40mm的球团，干燥，置于转底炉中进行快速还原，转底炉还原的温度控制在1250～1350℃，时间20~120min，还原后，进行破碎，然后进行湿法球磨，湿法球磨时的矿浆浓度为50~80％，球磨时间0.5-1.5h，再进行磁选和重选，得到高品位的铁粉和可利用的钛渣。

2、根据权利要求书1所述的转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法，其特征在于，所述的碳质还原剂为碳粉。

3、根据权利要求书1所述的转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法，其特征在于，所述的进行磁选和重选时，磁选强度为1000~4000高斯，采用摇床进行重选。

4、根据权利要求书1所述的转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法，其特征在于，所述的重选获得的尾矿为可利用的钛渣。

5、根据权利要求书1所述的转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣的方法，其特征在于，所述的黏结剂为羧甲基纤维素，用量为矿粉量的0.01~3％。

6、根据权利要求书1所述的转底炉快速还原钛砂矿球团生产铁粉及联产钛渣和的方法，其特征在于，所述的磁选采用扫选设备为SLON型高梯度磁选机。