專(zhuān)利名稱(chēng)：隧道窯還原磨選法制備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦產(chǎn)資源綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種從鈦精礦中制備酸溶性富鈦料和鐵粉的隧道窯還原磨選的方法與工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)鈦白工業(yè)的原料來(lái)源一是鈦精礦，二是經(jīng)過(guò)物理化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程而形成的鈦礦富集物，簡(jiǎn)稱(chēng)富鈦料。近年來(lái)隨著我國(guó)鈦白工業(yè)快速發(fā)展，對(duì)富鈦料的需求與日俱增，由于富鈦料具有含鈦量高，工藝比較簡(jiǎn)單、工藝過(guò)程三廢處理量少，資源和能源利用率高，且有助于提高產(chǎn)品品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受鈦白生產(chǎn)廠家青睞，呈現(xiàn)供不應(yīng)求、依賴(lài)進(jìn)口、供需矛盾突出的態(tài)勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年我國(guó)富鈦料仍需大量進(jìn)口。目前，我國(guó)從鈦精礦制備富鈦料的主要生產(chǎn)方法是電爐法，雖然它有一系列優(yōu)點(diǎn)，但能耗高，生產(chǎn)I噸高鈦渣，大約需要3000 kWh的電能，在能源比較短缺的地區(qū)和國(guó)家，很難選用。因此，為增加富鈦料國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的供應(yīng)量，開(kāi)辟生產(chǎn)富鈦料的新方法新工藝，是一項(xiàng)極待解決的技術(shù)攻關(guān)課題。為了綜合利用攀枝花高氧化鎂鈦鐵礦，早在1978年原冶金部長(zhǎng)沙礦冶研究所梁經(jīng)冬及其團(tuán)隊(duì)完成了 “隧道窯還原磨選法從攀枝花鈦精礦制取人造金紅石電焊條和鐵粉擴(kuò)大試驗(yàn)”，獲湖南省科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)；1983年成功地進(jìn)行了日處理5. 8噸鈦精礦的“隧道窯還原磨選法從攀枝花鈦精礦制取酸溶性富鈦料和優(yōu)質(zhì)鐵粉半工業(yè)試驗(yàn)”，富鈦料的特點(diǎn)是酸解率聞達(dá)97%以上和制備金紅石欽白時(shí)易轉(zhuǎn)型，是硫酸法欽白的優(yōu)良原料；精還原鐵粉含 TFe 98. 68%,Mfe 97. 93%、Ti02 0. 82%, S 0.015%、C 0. 05%,P 0. 01%,并固溶有多種微量有益元素。經(jīng)試制多個(gè)品種粉末冶金零件二萬(wàn)余件，其性能及臺(tái)架試驗(yàn)和裝車(chē)使用結(jié)果都很好，顯示出強(qiáng)度高、耐磨、塑性好等特點(diǎn)。1986年由冶金部主持通過(guò)專(zhuān)家鑒定，被評(píng)為國(guó)際先進(jìn)水平項(xiàng)目。上述情況曾先后發(fā)表于《礦冶工程》期刊(1981年第I期)《攀枝花資源綜合利用科研報(bào)告選編》(第四卷上冊(cè)提鈦工藝技術(shù)，1986年3月)、專(zhuān)著《浮選理論與選冶實(shí)踐》中第12章(冶金工業(yè)出版社，1995，11)。影響該工藝產(chǎn)業(yè)化的主要問(wèn)題一是還原溫度偏高(1280°C), 而目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的碳化娃罐的常規(guī)使用溫度是=12000C ；二是裝卸料靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大和衛(wèi)生條件差。因此，本發(fā)明是針對(duì)上述問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，一是擴(kuò)大鈦精礦的利用面，除攀枝花鈦精礦外，還對(duì)國(guó)內(nèi)外其他類(lèi)型與品位的鈦精礦進(jìn)行了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；二是為滿(mǎn)足企業(yè)在國(guó)內(nèi)外投資建廠從海濱砂鈦礦中生產(chǎn)富鈦料的需要(當(dāng)?shù)厝彪?，不能采用電爐法)，提供不同品位砂鈦礦的處理工藝流程、參數(shù)與裝備；三是移植自主研發(fā)用于處理鐵精礦的隧道窯自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)解決鈦精礦應(yīng)用隧道窯時(shí)存在的四大難題(單窯產(chǎn)能低、自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大與衛(wèi)生條件差)，據(jù)專(zhuān)利檢索，除采用回轉(zhuǎn)窯還原、原料超細(xì)度、低溫還原等難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的專(zhuān)利技術(shù)外，攀枝花學(xué)院楊紹利等在專(zhuān)利號(hào)為200810306298專(zhuān)利中公開(kāi)了攀枝花鈦精礦造球隧道窯110(Tll5(TC還原磨選生產(chǎn)富鈦料的方法，但沒(méi)有論及工藝過(guò)程與參數(shù)控制，而且也僅限于一種原生礦的處理方法。梁經(jīng)冬等人長(zhǎng)期從事我國(guó)釩鈦鐵礦產(chǎn)資源的綜合利用工作，為解決鐵、鈦、釩分離的方法、工藝與工業(yè)化設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，先后申報(bào)和授權(quán)了 [91706655.1]、[200810143675.6]、[2009101600587.1]、[200920168575.9]、[2011100344307X]、[20110367255. 8]、[201210257024. 6]等多項(xiàng)專(zhuān)利，其中“一種新的綜合利用釩鈦鐵精礦的產(chǎn)業(yè)化方法”與“隧道窯直接還原鐵的自動(dòng)化生產(chǎn)線”等專(zhuān)利已經(jīng)建廠實(shí)施。本發(fā)明正是在已有自主研發(fā)專(zhuān)利基礎(chǔ)上，針對(duì)不同類(lèi)型、品位鈦精礦制備酸溶性富鈦料而開(kāi)發(fā)的一種能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的新工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在電爐法生產(chǎn)酸溶性渣富鈦料基礎(chǔ)上，應(yīng)用發(fā)明人已在釩鈦磁鐵礦實(shí)施的隧道窯還原磨選產(chǎn)業(yè)化方法專(zhuān)利技術(shù)，系統(tǒng)解決了適用于各種類(lèi)型、品位鈦精礦制備酸溶性富鈦料和鐵粉的生產(chǎn)工藝技術(shù)問(wèn)題，為工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)富鈦料提供了一種高效、節(jié)能、環(huán)保、適用性強(qiáng)的新工藝、新途徑。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是應(yīng)用自主研發(fā)的隧道窯還原磨選法，通過(guò)不同燒成溫度制度、不同催化劑的選擇與集成匹配，確保還原溫度在950 1200°C下順暢進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)富鈦料品位、收率、酸溶度與鐵粉品位、收率達(dá)到行標(biāo)所要求的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如表I所
不
表1、隧道窯還原磨選法從不同類(lèi)型品位鈦精礦中制備富鈦料與鐵粉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.隧道窯還原磨選法制備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特征在于應(yīng)用自主研發(fā)的隧道窯還原磨選法于不同類(lèi)型與品位的鈦精礦的處理，通過(guò)分段升溫?zé)芍贫取⒉煌呋瘎┑倪x擇與集成匹配，確保還原溫度在950 1200°C下順暢進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)富鈦料品位、收率、酸解率與鐵粉品位、收率達(dá)到行標(biāo)所要求的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分別是 隧道窯還原磨選法從不同類(lèi)型品位鈦精礦中制備富鈦料與鐵粉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述隧道窯還原磨選法制備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特征在于 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所要達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和功能目標(biāo)，實(shí)施的工藝流程包括自動(dòng)化機(jī)械化配料、混料、壓塊或制粒、碼垛、裝罐、隧道窯兩段升溫還原、機(jī)械卸料、磨礦、磁選分離步驟與裝置，確保流程運(yùn)行順暢。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 2所述隧道窯還原磨選法制備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特征在于配料按重量配比將礦100份，與催化劑5 20份和固體還原劑10 30份混勻；其中，所述礦物為原生礦，或半風(fēng)化原生礦或海濱砂礦，其中所述催化劑為氯化鈉、碳酸鈉、另外為市面有售的新增催化劑L，三種催化劑的選擇與用量根據(jù)礦石類(lèi)型、當(dāng)場(chǎng)資源與用戶(hù)要求合理匹配確定，具有降溫、助熔、晶粒長(zhǎng)大，增強(qiáng)鐵鈦分離的功能效果；其中所述固體還原劑為無(wú)煙煤、碎焦、石油焦、褐煤、焦炭等中至少一種，或結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源，就近任選其一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3所述隧道窯還原磨選法制備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特征在于裝料、還原將混勻后的配料混合物壓塊或制?；蚍哿涎b罐，機(jī)械手推入隧道窯中，分段升溫還原燒成，溫度控制在950 1200°C并保溫5 60h，得到還原料；其中所述分段燒成制度是指先在950 1000°C保溫一段時(shí)間，再將溫度升至1150 1200°C，保溫一段時(shí)間，控溫時(shí)間根據(jù)不同類(lèi)型精礦試驗(yàn)選定；其中裝料可以采用常規(guī)容器，如碳化硅罐等；1100°C以下，考慮到容器的傳熱性能和耐高溫性能，優(yōu)先選用耐熱金屬罐；其中所述金屬罐的材質(zhì)可以采用常規(guī)的耐熱合金，如耐熱不銹鋼等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4所述隧道窯還原磨選法制備酸溶性富鈦料和鐵粉新工藝，其特征在于磨選分離將從隧道窯機(jī)械卸載的還原料破碎、磨細(xì)、磁選分離，得到富鈦料和鐵粉產(chǎn)品；其中所述磨細(xì)、磁選采用磨機(jī)長(zhǎng)徑比大，介質(zhì)為4 15毫米小球開(kāi)路濕式磨選流程；其中磁選所得的富鈦料，視鈦精礦的類(lèi)型、品位、工藝參數(shù)以及用戶(hù)要求而定，TiO2品位67 77%，收率90 99%，酸解率92 98%，是硫酸法鈦白的優(yōu)質(zhì)原料；所得鐵粉的TFe品位86、4%，收率84 96%，可以直接作為化工行業(yè)的還原劑使用或壓塊后用于電爐煉鋼的原料，或精還原后供制粉末冶金零件等，實(shí)現(xiàn)用途的多樣性，比電爐法冶煉的生鐵性?xún)r(jià)比聞。
全文摘要
本發(fā)明涉及礦產(chǎn)資源綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種從鈦精礦中制備酸溶性富鈦料和鐵粉的隧道窯還原磨選的方法與工藝。本發(fā)明是在電爐法生產(chǎn)酸溶性富鈦料基礎(chǔ)上，應(yīng)用發(fā)明人已在釩鈦磁鐵礦實(shí)施的隧道窯還原磨選產(chǎn)業(yè)化方法專(zhuān)利技術(shù)，系統(tǒng)解決了適用于各種類(lèi)型、品位鈦精礦制備酸溶性富鈦料和鐵粉的生產(chǎn)工藝技術(shù)問(wèn)題，為工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)富鈦料提供了一種高效、節(jié)能、環(huán)保、適用性強(qiáng)的新工藝、新途徑。
文檔編號(hào)C21B13/00GK103060564SQ20121058047
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者梁經(jīng)冬, 梁毅, 梁建昂, 曾維龍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙市東新礦冶科技開(kāi)發(fā)有限公司