采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂以及采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法技术

一种采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，涉及冶金技术领域，其包括金红石相预留物，在金红石制备过程中，二氧化硅改性剂能够使含钛高炉渣中的杂质元素从黑钛石中释放出来形成硅酸盐玻璃相；而金红石相预留物可以作为钛富集的中心，使钛更好更迅速地富集到金红石相中，形成粒度分布较为集中，品质较高的金红石。一种采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法，其先将含钛高炉渣与金红石型钛白粉混合，金红石型钛白粉起到导向作用，然后进行氧化，将低价态钛转化为四价钛，然后在上述改性剂的作用下降温结晶析出，得到富集度高，粒度分布集中的金红石相凝渣，在将此凝渣破碎、研磨筛选得到人造金红石。

Modifier for Rutile Production from Ti-bearing Blast Furnace Slag and Method for Manufacturing Artificial Rutile from Ti-bearing Blast Furnace Slag

A modifier for producing rutile from titanium-bearing blast furnace slag relates to the field of metallurgical technology. The modifier comprises a rutile phase reserve. During the preparation of rutile, silica modifier can release impurity elements from titanium-bearing blast furnace slag to form silicate glass phase, while rutile phase reserve can be used as a silicate glass phase. As the center of titanium enrichment, titanium can be enriched into rutile phase more quickly and better, forming rutile with concentrated particle size distribution and high quality. A method for making synthetic rutile from titanium-bearing blast furnace slag is described. First, the titanium-bearing blast furnace slag is mixed with rutile-type titanium dioxide, and the rutile-type titanium dioxide plays a guiding role. Then, the low-valent titanium is oxidized to tetravalent titanium. Then the low-temperature titanium is crystallized and precipitated under the action of the above-mentioned modifier to obtain high enrichment and granules. Rutile condensate slag with concentration distribution is used to crush and grind the slagg to produce artificial rutile.

【技术实现步骤摘要】
采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂以及采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法
本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂以及采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法。
技术介绍
我国攀西地区和承德地区蕴含着丰富的钒钛磁铁矿资源，其共生的储量约占全国钛总储量的90.54％。在目前的生产流程中约53％的钛经选矿后进入钒钛磁铁精矿，经高炉冶炼后，钛几乎全部进入渣相，形成含钛的高炉渣，造成大量的含钛高炉渣堆积，不仅浪费宝贵的钛资源，而且污染环境。天然的金红石的主要化学组成为TiO2，一般TiO2含量介于93.5％—98.5％，主要产地集中在澳大利亚、南非等国。金红石是优质的钛工业原料，但随着钛工业的飞速发展，金红石资源有日趋枯竭的趋势，于是人们就利用钛精矿或含钛高炉渣经过人为处理后获得含钛品位较高的物料，即“人造金红石”，它是一种人为的富钛料，含钛量(TiO2计)一般大于85％。人造金红石被用于氯化法生产钛白粉和金属钛，也可以作为制造电焊条和冶金原料等，是优质的钛工业原料。但是，现有方法制备的金红石存在着粒度分布不够集中，粒径偏小等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其能够以金红石相预留物作为富集点，使含钛高炉渣中的钛组分更好地富集到金红石相中。本专利技术的另一目的在于提供一种采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法，其能将现有废弃的含钛高炉渣加以利用用于制造粒度集中的人造金红石。本专利技术的实施例是这样实现的：一种采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其包括金红石相预留物和二氧化硅，且金红石相预留物的用量为含钛高炉渣用量的5％～10％，二氧化硅的用量为含钛高炉渣用量的8％～15％。一种采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法，其包括：将温度为1500～1700℃混合有金红石型钛白粉的含钛高炉渣熔融液采用含氧气体对其进行氧化处理，然后向氧化处理后的含钛高炉渣熔融液中加入改性剂后降温得凝渣，改性剂包括金红石相预留物和二氧化硅，且金红石相预留物的用量为含钛高炉渣用量的5％～10％，所述二氧化硅的用量为所述含钛高炉渣用量的8％～15％；将凝渣经破碎、研磨后进行重选得到人造金红石。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供了一种采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其包括金红石相预留物，在金红石制备过程中，二氧化硅改性剂能够使含钛高炉渣中的杂质元素从黑钛石中释放出来形成硅酸盐玻璃相；而金红石相预留物可以作为钛富集的中心，使钛更好更迅速地富集到金红石相中，形成粒度分布较为集中，品质较高的金红石。本专利技术实施例还提供了一种采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法，其先将含钛高炉渣与金红石型钛白粉混合，金红石型钛白粉起到导向作用，然后在1500-1700℃的温度条件下通入含氧气体进行氧化，将低价态钛转化为四价钛，然后在上述改性剂的作用下降温结晶析出，得到富集度高，粒度分布集中的金红石相凝渣，在将此凝渣破碎、研磨筛选得到人造金红石。同时，该方法能够充分回收利用含钛高炉渣中的钛，回收方法节能环保。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂以及采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种利用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，包括金红石相预留物，且金红石相预留物的用量为含钛高炉渣用量的5％-10％。需要说明的是，通过对酸溶性含钛高炉渣氧化、高温热处理改性使还原性渣中低价钛(Ti2+，Ti3+)氧化为Ti4+，提高渣中TiO2的活度，促进金红石析出反应：(TiO2)＝TiO2(s)向右进行。加入改性剂，其中的二氧化硅改性剂能够使含钛高炉渣中的杂质元素从黑钛石中释放出来形成硅酸盐玻璃相；金红石相预留物可促使黑钛石相中的钛组分进入金红石相，以金红石相预留物作为富集中心进行富集。有了金红石相预留物的引导，富集的过程更加迅速，并且得到的金红石粒径更大，粒径分布也更为集中。此外，专利技术人发现二氧化硅作为添加剂其用量控制在10％左右时改性渣中仅含有金红石相和玻璃相，金红石相的富集度可以达到86％。而且二氧化硅的用量需控制在一定范围内，若二氧化硅的用量过低则金红石相的富集度低，若二氧化硅的用量过大会稀释含钛高炉渣中的TiO2品位，同时经济效益也会收到影响。其中，金红石相预留物是在生产金红石过程中，由得到的金红石相筛选出的粒度为10～40μm的部分。金红石相生产过程中，粒度大于40μm的部分金红石占比较大，同时应用价值也较高。而粒度为10～40μm的部分占比约为20％～30％，将这一部分回收作为金红石相预留物加入到改性剂中，其可以在下一批次的金红石生产过程中，充当钛富集的中心，在加速钛富集过程的同时，形成粒径更大的金红石。优选地，该金红石相预留物中钛组分的富集度大于80％。采用高富集度的金红石相预留物有利于提供生产的金红石的品质，提高成品的含钛量。一种采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法，包括如下步骤：S1、将温度为1500～1700℃混合有金红石型钛白粉的含钛高炉渣熔融液采用含氧气体对其进行氧化处理，然后向氧化处理后的所述含钛高炉渣熔融液中加入改性剂后降温得凝渣，所述改性剂包括金红石相预留物和二氧化硅，所述金红石相预留物的用量为所述含钛高炉渣熔融液质量的5％～10％，二氧化硅的用量为含钛高炉渣熔融液质量的8％～15％。具体地，在氧化之前先通过一段时间的高温保温使含钛高炉渣熔化，有利于在后续金红石相的富集过程是在含钛高炉渣处于均匀液相的状态下加入金红石相预留物和二氧化硅进行改性，使黑钛石氧化为金红石，让渣中绝大部分TiO2在化学位梯度的驱动下，选择性地富集为金红石相，并且实现选择性析出与粗化。故首先将装有含钛高炉渣的反应器升温至1500～1700℃保温20～40min后，使含钛高炉渣熔融成温度为1500～1700℃的液态。在氧化处理过程中氧化温度和氧化时间均是重要参数。氧化温度过高会使金红石晶体的品相变差，温度过低会使晶体发育不完全。专利技术人发现，当优选温度为1510～1560℃，在此温度范围内金红石晶体粗大且发育良好，细晶粒较少，基本上都是不规则方形晶体。氧化时间较短时金红石晶体细小，不利于富集和分离，氧化时间过长时金红石晶体的品相变差；专利技术人发现金红石相平均晶粒度随氧化时间有增大的趋势，且氧化时间以氧化时间为7～9min为宜，超过此范围后金红石相的粒度和富集度的变化趋于平缓。然后向其中加入金红石型钛白粉，其用量为含钛高炉渣用量的0.1％～2.0％，优选为0.5％～1.0％。金红石型钛白粉的用量主要是对后续富集过程起到导向作用，其用量不宜过多。用量控制在0.1％～2.0％范围内即可使金红石相的富集度达到较高水平。然后向反应器中通入含氧气体，进一步地此含氧气体中的氧气含量为30％～60％，可以是空气，或是改变氧气含量后的空气。氧气含量过高会使氧化速率过快不利于得到均一且高纯度的金红石相，氧气的含量过低会使氧化速率过慢，容易出现氧化不完全的现象，影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其特征在于，包括金红石相预留物和二氧化硅，且所述金红石相预留物的用量为所述含钛高炉渣用量的5％～10％，所述二氧化硅的用量为所述含钛高炉渣用量的8％～15％。

【技术特征摘要】
1.一种采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其特征在于，包括金红石相预留物和二氧化硅，且所述金红石相预留物的用量为所述含钛高炉渣用量的5％～10％，所述二氧化硅的用量为所述含钛高炉渣用量的8％～15％。2.根据权利要求1所述的采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其特征在于，所述金红石相预留物是在生产金红石过程中，由得到的金红石相筛选出的粒度为10～40μm的部分。3.根据权利要求1或2所述的采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂，其特征在于，所述改性剂还包括氧化锰和氧化铬；优选地，在所述改性剂中，所述二氧化硅、所述氧化锰和所述氧化铬的质量比为3-5:1-2:1。4.一种采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法，其特征在于，包括：将温度为1500～1700℃混合有金红石型钛白粉的含钛高炉渣熔融液采用含氧气体对其进行氧化处理，然后向氧化处理后的所述含钛高炉渣熔融液中加入改性剂后降温得凝渣，所述改性剂包括金红石相预留物和二氧化硅，且所述金红石相预留物的用量为所述含钛高炉渣用量的5％～10％，所述二氧化硅的用量为所述含钛高炉渣用量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠裕，李金峰，赵斌，杨浩，
申请(专利权)人：四川星明能源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51