含钛物质的煅烧制造技术

向处理（如提纯）含钛物质的回转窑或长形窑中引入一种或多种反应物的方法，其中引入反应物是在（ｉ）沿窑长方向上的多个点，和／或（ｉｉ）在窑的卸料端或靠近卸料端进行的。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及在窑炉中(如回转窑)对含钛物质(如钛铁矿等矿石)的处理工艺。这样的工艺包括那些使含钛矿物中所含的铁至少有一部分还原成铁或亚铁状态的过程。一般除去金属铁或亚铁(不管是哪一种)就剩下了称为合成金红石的二氧化钛(TiO2)。钛铁矿，蚀变钛铁矿及金红石是生产金属钛及二氧化钛颜料的主要的并且是重要的工业矿物原产。世界上开采的钛铁矿大部分用于生产二氧化钛颜料，这些颜料用于涂料及造纸工业中。颜料级TiO2通常是用浓硫酸与钛铁矿反应及其后的加工过程生产的，这种方法即所谓硫酸盐法。由于其产生的大量的废酸液体，出于环境方面的原因，这种方法越来越不能接受。另一种方法，即所谓氯化物法，包括用氯气反应生产挥发性四氯化钛，然后氧化成为TiO2。和硫酸盐法不一样，氯化物法能处理钛含量高，铁含量低且杂质含量低的原料，如金红石。所以，氯化物法带来较少的环境问题，已经成为TiO2颜料生的优选方法。同时，硫酸盐法只能生产TiO2颜料，而用氯化物法能生产金属钛和TiO2颜料。天然金红石不能足以满足全球的氯化物法的需求。因此，把更丰富的钛铁矿和蚀变钛铁矿(典型地，45-62％ TiO2)转变或提纯为合成金红石(含90％以上的TiO2)的需求量越来越大。已知有几种工艺用于生产合成金红石。最常用的工艺，通常称为Becher法，包括下列主要工序1.在回转窑中，用煤做为垫源和还原剂，把钛铁矿进料中含有的氧化铁大部分还原成金属铁，得到的金属铁和钛相的混合物称为“还原钛铁矿”。2.从还原窑中卸出的固体物料的冷却。3.还原钛铁矿与过剩碳的干法物理分离。4.还原钛铁矿在水中的氧化(称为曝气(aeration))使金属铁转变为与富TiO2颗粒分开的氧化铁颗粒。5.湿法物理分离，从含合成金红石的富TiO2矿物中除去氧化铁。6.选择性的酸浸出工序除去部分残余的铁，锰及镁。7.合成金红石产品的洗涤、脱水和干燥。作为一个用利的但并不是唯一的应用，本专利技术可用于这些工序中的第一道工序。一篇名为“Synthetic Retile Operations of RGC Mineral SandsLimited at Capel and Narngulu，WA”(“Australasian Mining andMetallurgy”，1993，PP1301-1304，The Australasian Mining andMetallurgy出版)的文章描述了还原窑的操作，其中包括在窑炉供料端及卸料端加煤的特征。对于提纯钛铁矿或其它含铁钛的矿石，还提出了几种其它工艺，其中一些包括在窑中进行的工序。一个一般的类型要求把铁还原为亚铁状态，然后对出窑产品直接进行酸浸出除去铁。例如在英国专利1,225,826中所述，所谓Murso法包括在进料中进行预氧化，使铁变为三价铁，接着在窑内进行还原，使其变为亚铁或亚铁与金属铁的混合物，优选的是使用氢等气体还原剂。另一个工艺，称为“Hybrid”法，如国际专利公开号WO91/13150中提出的，包括在还原窑中把温度控制得比在工业Becher法中更低，以促进偏钛酸盐相的形成，这种相容易浸出以除去杂质。已经提出并实践了一些对Becher法的改进，包括在还原窑内添加各种反应物。这些改进包括1.如澳大利亚专利No.516,155中所述，为了减少形成的假板钛矿的量并且增加金属化的铁的量，与硫或含硫化合物一起添加含氯化合物。2.如上述文献中所述，添加硫或硫的化合物(即没有含氯添加剂)，其目的和上面(1)中相同。3.如美国专利No.3,502,460中所提出的，添加镁和/或镁的化合物，目的是生产酸溶性合成金红石产品。4.如在国际专利公开号WO94/03647(PCT/AU93/00381)中提出的，以玻璃形成剂的形式添加助熔剂，例如，硼酸盐的盐类或矿物，如硼酸钙，目的是帮助除去放射性元素。至今为止的实际生产是在窑炉的进料端加入这些反应物，即与钛铁矿进料平行加入或与钛铁矿进料预先混合。此目前的添加方法的问题是反应物不能很好地混入矿物中。“混入”一词是指添加的反应物中的有用部分，即存在于还原矿物产品中的部分，如从窑炉中卸出的还原钛铁矿中，以重量基准表示的重量。例如，用硫酸亚铁做为含硫反应物，硫混入量百分数指每小时从窑中卸出的还原矿物中硫当量的千克数(在扣除煤和进料矿物中引入的硫后)被每小时反应物的硫当量的千克数去除，再乘100。某些反应物比其它反应物容易混入或难以混入，这是可以理解的。当在还原窑的进料端引入元素硫或硫酸亚铁(一种含硫物质)时，可以说明目前观察到的不良混入。这种情况下，硫的混入量仅在15％到30％范围内，在我们的实践中，一般为23％。这不仅浪费反应物，而且也会引起其它困难。例如，没有混入的那部分硫在还原窑废气中以H2，SO3和SO2存在，导致气体净化费用增大。在其它情况下，未混入的那部分反应物冷凝并导致沉积在废气排出系统中。本专利技术的目的是，至少在应用到Becher法和含钛物质的其它窑炉处理等工艺过程中时，能克服或至少缓和这些问题。根据本专利技术，已经发现，沿窑长方向多点加入反应物或者在窑的卸料端或靠近窑的卸料端加入反应物会明显改善混入。同时，根据本专利技术，至少能缓和反应物的未混入部分引起的困难已经实现。因此，一个方面，本专利技术提供了向回转窑和/或长形窑(elongatekiln)内引入一种或多种反应物的一种方法，在窑内进行含钛物质的处理，如提纯，其中(i)在沿窑长方向上多点引入反应物，和/或(ii)在窑的卸料端或靠近卸料端引入反应物。第二个方面，本专利技术提供了向回转窑或长形窑内引入一种或多种的反应物的一种方法，在窑中，通过至少把矿石中含有的部分铁大部分还原成金属铁或亚铁状态，使含钛矿物(如钛铁矿)提纯，其中引入反应物是(i)在沿窑长方向多点引入，和/或(ii)在窑的卸料端或靠近卸料端引入。第三个方面，本专利技术进一步提供了在回转窑或长形窑内处理(如提纯)含钛物质的一种方法，其中向窑内引入一种或多种反应物，(i)在沿窑长方向多点引入，和/或(ii)在窑的卸料端或靠近卸料端引入。术语“反应物”在这里是指除含钛矿物，助燃空气及煤等含碳物质外，引入到窑炉内的所有物质，包括固体的或液体的。该术语包括但不局限于上面提到的作为Becher法的改进的四个例子中提到的反应物。例如，反应物可以包括从这些反应物中选出的一种或多种。本专利技术还提供了处理含钛物质(如钛铁矿等矿物)的一种工艺，在窑内把含钛物质中的氧化铁大部分还原成金属铁从而生产还原的含钛物质，包括以一个进料口或多个进料口的方式向窑内加入含钛物质和还原剂，以一个卸料口或多个卸料口的方式从窑内收集包括还原的含钛物质的混合物，其中向窑内引入一种或多种反应物，(i)在沿窑长方向上多点引入，和/或(ii)在窑的卸料端或靠近卸料端引入。同时本专利技术还提供了处理含钛物质(如钛铁矿矿石)的设备，该处理把含钛物质中的氧化铁大部分还原成金属铁，从而生产还原含钛物质，包括一个窑炉；向窑内加入含钛物质和还原剂的一个或多个进料装置；从窑内收集包括还原钛铁矿的混合物的一个或多个卸料装置；和(i)在沿窑长方向上多点引入和/或(ii)在窑的卸料端或靠近窑的卸料端向窑内引入一种或多种反应物的装置。混入的反应物可能，而且在大多数情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·R·哈里斯，I·E·格雷，
申请(专利权)人：RGC矿砂有限公司，
类型：发明
国别省市：