專利名稱：用轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種云南鈦砂礦綜合利用的處理方法，特別是一種從云南鈦砂礦中 提取鐵、鈦的方法，屬于冶金領(lǐng)域。
技術(shù)背景我國是鈦資源大國，儲量占世界儲量的60%以上，但釩鈦磁鐵共生礦占了主導(dǎo) 地位。鈦礦是云南省黑色資源中除鐵、錳外居第三位的重要礦種，主要分布在t錄勸、 武定、富民、祿豐、保山板橋、西雙版納的勐海及滇南的石屏、建7jC、華寧、蒙自、 富寧等地區(qū)是以砂礦為主的鈦鐵礦，礦物組合筒單，分逸性能良好。鈦精礦铞鎂雜 質(zhì)低是生產(chǎn)海綿鈦的優(yōu)質(zhì)原料。云南祿豐某鈦鐵砂礦床經(jīng)地質(zhì)工作，估計屬于中型 以上礦床。另外，未經(jīng)地質(zhì)部門勘探，但農(nóng)民進行土法開采的礦點至少己有20多 個。據(jù)專家估計，這些民3^礦點多數(shù)是具有工業(yè)開采價值的鈦鐵砂礦床，只要經(jīng)過 地質(zhì)勘探，將獲得可觀的工業(yè)儲量。云南省有豐富的鈦資源，已探明的鈦鐵礦床有30個,其中大型礦床15個、中型礦 床5個、小型礦床10個。探明的鈦鐵礦儲量約5 561X104t。由于過去地質(zhì)部門對云 南鈦資源的勘探程度較低,許多鈦鐵礦床未作任何地質(zhì)工作。實際上，云南省鈦鐵礦 的儲量將遠大于上述數(shù)字。然而，與鈦資、源優(yōu)勢反差極大的卻是極不協(xié)調(diào)的利用現(xiàn) 狀。云南省目前鈦資源的開發(fā)程度很低,主要以生產(chǎn)初級產(chǎn)品鈦精礦為主。鈦精礦 生產(chǎn)企業(yè)絕大多數(shù)為個體私營小企業(yè)，由于采選技術(shù)水平低，設(shè)備及生產(chǎn)方式落后， 管理水平低，因而資源利用率低，資源優(yōu)勢尚未能轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。目前，對云南的鈦砂礦的處理主要是采用氯化法為主體和與之相配套的燒堿廠 副產(chǎn)鹽酸的浸出法生產(chǎn)鈦精礦，這樣的方法酸耗大，而且造成嚴重的環(huán)境污染，治 理耗資巨大，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高；云南省鈦白粉生產(chǎn)能力極低，全省僅武定 縣和富民縣各有一家鈦白粉廠，均采用硫酸法生產(chǎn)銳鈦型鈦白粉產(chǎn)品檔次較低；南省鈦砂礦礦物性質(zhì)簡單，屬于易選礦石， 一般選礦工藝為多段水^T"重選""磁 選流程，但這樣的簡單選礦方式，造成了收率低，鈦鐵礦選礦回收率僅50%左右， 資源浪費極其嚴重，造成資源急劇貧化的現(xiàn)狀；冶金方法中采用普通礦熱電爐生產(chǎn) 高鈦渣，但由于電爐冶煉存在能耗高、污染大等缺點，致使電爐冶煉廠面對巨大的 壓力。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在克服上述工藝存在的缺陷，提供一種用轉(zhuǎn)底爐快速還原含碳鈦砂礦 球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣的方法。該方法具有操作簡單、還原溫度場均勻、生產(chǎn)時 間較短、反應(yīng)時間快、生產(chǎn)效率高鈦和鐵收率高、成本低、溫度和還原氣氛易自動控制等特點。此外，本技術(shù)在生產(chǎn)過程中所需能耗90%由煤提供，僅需要少量的電 力作為動力用。本發(fā)明按以下步驟完成鈦砂礦經(jīng)破細(粒度范圍-120+200目)、加入一定比例的碳質(zhì)還原劑(碳質(zhì)還原劑配比為礦的7 25%)、黏結(jié)劑(黏結(jié)劑為羧甲基纖維素，用量為礦量的0. 01 3%)與鈦砂礦混勻(混勻設(shè)備混料機)，用成型機制成球團(球團直徑為10 40ram)，千燥，置于轉(zhuǎn)底爐中進行快速還原(還原條件還原溫度1200 1350。C、還原時間20 120min)，還原后，進行破碎(粒度為-120+200目)，然后按磨礦濃度(磨礦濃度為50 80%，磨礦細度為-200目占80 90%)進行濕法球磨0.5-1.5h，進行磁選和重選(條件磁選強度1000 4000高斯)，便得到高品位的鐵粉(含鐵90 95%)，可作為煉鋼原料。磁選和重選獲得的尾礦，其含二氧化鈦50 70%，可作為提釩和鈦的原料。在所述的黏結(jié)齊l偽羧甲基纖維素，加入原礦重量0.01 3%。所述的濕法球磨為 礦漿濃度50 80%，球磨時間0. 5 1. 5h。所述的 和重選獲得的鐵粉可作為煉 鋼原料用，磁選和重選獲得尾礦作為提鈦的原料。所述的轉(zhuǎn)底爐還原時間為20 120min。本發(fā)明與傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯、豎爐、隧道窯還原比較，本發(fā)明具有溫度和氣氛可 控性強、還原溫度高、溫度場均勻、反應(yīng)速率快、還原時間短、還原效率高、鐵和 鈦收率高、成本低等優(yōu)點，避免了冋轉(zhuǎn)窯還原過程結(jié)圈，隧道窯、豎爐和回轉(zhuǎn)窯還原時間長、會激高等存在的缺陷。本發(fā)明只需加入還原劑、黏結(jié)齊'J與破碎的鈦砂礦 經(jīng)審睏、干燥、轉(zhuǎn)底爐還原、破碎和濕法球磨，經(jīng)磁選和重選，獲得鐵粉和尾礦， 實現(xiàn)鐵與鈦分離。由于采用濕法球磨，使金屬鐵與脈石解離，經(jīng)磁選和重選工序， 可獲得含鐵高的鐵粉和含鈦高的尾礦，實現(xiàn)了鐵與鈦有效分離，摒棄了直接還原-電爐熔分存在鈦分散嚴重的問題。因此，本發(fā)明為處理釩鈦鐵精礦提供了一種新的 方法，實現(xiàn)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益二者統(tǒng)一，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。 本發(fā)明采用轉(zhuǎn)底爐在高溫下快速還原鈦砂礦球團，不僅爐內(nèi)溫度場均勻，而且可加 快還原反應(yīng)速率，縮短還原時間，提高還原效率，同B寸還原溫度和氣氛均可控。本 工藝在生產(chǎn)過程中所需大量能耗由煤提供，僅需要少量的電力作為動力用，且可大 規(guī)模生產(chǎn)。此外，由于本工藝采用轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團，得到的金屬化球團 經(jīng)過破碎和濕法球磨，采用磁選、重選工序分離出大量的鐵，摒棄了電爐熔煉成本 高及轉(zhuǎn)爐吹煉鐵水提鈦收率低等缺陷。因此，本方法處理鈦砂礦，具有鈦、鐵收率 較高、生產(chǎn)成本較低、資源利用高等優(yōu)點，為鈦砂礦綜合利用開辟了一條可行的新 途徑。


圖1為本發(fā)明實施實例的工藝流程圖。
具體實施方式
實施例1: 1.鈦砂礦的化學(xué)成分如下TFe31. 56 33. 74%、 Ti0245.47 46. 83、 Si022. 31 2. 58%、 Al2032. 36 2. 64%、 Ca01. 24 1. 40%、 Mg02. 37 2. 55%。2.工藝條件鈦砂礦10000g破磨到-120+200目占80%、加入原礦重量20%的碳 粉和加入原礦重量1%的羧甲基纖維素黏結(jié)齊1」與鈦砂礦進行混勻，用球蛋成型機制成 直徑為1(T40mm球團，在25(TC千燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐決速還原，溫度控制在1200 。C，時間30min。還原后，進行粗破(粒度為-120+200目)，然后進行濕法球磨， 礦漿濃度55%，球磨時間1. 5h，球磨后，采用2500高斯的磁選t腿行磁選，磁選 獲得的物料，采用搖 行重選，便得到高品位的鐵粉，磁選和重選獲得的尾礦為 可利用鈦渣。在此工藝條件下達到的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)鐵粉品位達到92. 24%，鐵直收 率達到82.5%，鈦渣中鈦品位74. 12%，鈦收率達到88.87%。實施例2: l.釩鈦鐵精礦的化學(xué)成分如下TFe32.01 34.82%、 Ti0245.31 46.14、 Si022. 12 2. 45%、 Al2032. 02 2. 49%、 CaOl. 14 1. 58%、 Mg02. 67 2. 890/o。2.工藝條件鈦砂礦20000g破磨到-120+200目占80%、加入原礦重量22%的碳 粉和加入原礦重量2%的羧甲基纖維素黏結(jié)劑與鈦砂礦進行混勻，用球蛋成型機制成 直徑為10 40ram球團，在250'C干燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐快速還原，溫度控制在1250 。C，時間40Mn。還原后，進行粗破(粒度為-120+200目)，然后進行濕法球磨， 礦漿濃度65%，球磨時間lh，球磨后，采用3000高斯的磁選mii行磁選，磁選獲 得的物料，采用搖床進行重選，便得到高品位的鐵粉，磁選和重選獲得的尾礦為可 利用鈦渣。在此工藝條件下達到的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)鐵粉品位達到93. 27%,鐵直收率 達到82. 33%，鈦渣中鈦品位75. 74%,鈦收率達到90. 96%。實施例3: 1.釩鈦鐵精礦的化學(xué)成分如下TFe36. 54 38. 01%、 Ti0245. 39 47. 94%、 Si022. 71 2. 99%、 Al2032 . 64 2. 97%、 CaOl. 54 1. 77%、 Mg02. 64 2. 98%。2.工藝條件鈦砂礦50000g破磨到-120+200目占80%、加入原礦重量25%的碳 粉和加入原礦重量3%的羧甲基纖維素黏結(jié)劑與鈦砂礦進行混勻，用球蛋成型機制成 直徑為10 40,球團，在250。C千燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐快速還原，Mit控制在1300 °C，時間50min。還原后，進行粗破(粒度為-120+200目)，然后進行濕法球磨， 礦漿濃度75%，球磨時間1. 5h，球磨后，采用3500高斯的磁選t/liS行磁選，磁選 獲得的物料，采用搖腿行重選，便得到高品位的鐵粉，磁選和重選獲得的尾礦為 可利用鈦渣。在此工藝條件下達到的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)鐵粉品位達到94. 01%，鐵直收 率達到84. 4%，鈦渣中鈦品位76. 27%，鈦收率達到92. 47%。
權(quán)利要求
1、一種用轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣的方法，其特征在于按以下步驟完成鈦砂原礦經(jīng)破細、加入碳質(zhì)還原劑、黏結(jié)劑與鈦砂礦精礦混勻，用球蛋成型機制成直徑為10~40mm的球團，干燥，置于轉(zhuǎn)底爐中進行快速還原，轉(zhuǎn)底爐還原的溫度控制在1250～1350℃，時間20~120min，還原后，進行破碎，然后進行濕法球磨，濕法球磨時的礦漿濃度為50~80％，球磨時間0.5-1.5h，再進行磁選和重選，得到高品位的鐵粉和可利用的鈦渣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣 的方法，其特征在于，所述的碳質(zhì)還原劑為碳粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵私v及聯(lián)產(chǎn)鈦渣 的方法，其特征在于，所述的進行磁選和重選時，磁選強度為1000 4000高斯，采用搖床進行重選。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的轉(zhuǎn)底爐決速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣 的方法，其特征在于，所述的重選獲得的尾礦為可利用的鈦渣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的轉(zhuǎn)底爐決速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣 的方法，其特征在于，所述的黏結(jié)劑為羧甲基纖維素，用量為礦粉量的0. 01 3%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣 和的方法，其特征在于，所述的磁選采用掃選設(shè)備為SLON型高梯度磁選機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用轉(zhuǎn)底爐快速還原鈦砂礦球團生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣的方法，按以下步驟完成鈦砂礦經(jīng)破細、加入一定比例的碳質(zhì)還原劑、黏結(jié)劑與精礦混勻，用球蛋成型機制成徑為10～40mm球團，200～500℃干燥4～6h，置于轉(zhuǎn)底爐中進行快速還原，還原溫度1200～1350℃、還原時間20～120min；還原后，進行破碎，然后按磨礦濃度50～80％進行球磨，球磨時間0.5-1.5h，磨礦細度為-200目占80～90％。球磨后，進行磁選和重選得到精礦鐵粉、尾礦鈦渣，其中磁選強度1000～4000高斯。本發(fā)明采用轉(zhuǎn)底爐在高溫下快速還原鈦砂礦球團，不僅爐內(nèi)溫度場均勻，而且可加快還原反應(yīng)速率，縮短還原時間，提高還原效率，同時還原溫度和氣氛均可控。
文檔編號B22F9/04GK101565768SQ20091009446
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者李博杰, 李柏榆, 汪云華, 范興祥 申請人:昆明貴金屬研究所