一种制备高酸解率钛渣的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备高酸解率钛渣的方法，包含以下步骤：(1)在钛渣冶炼出渣过程中，将熔融的钛渣输送进渣桶中；(2)在钛渣中加入形核剂，混合均匀；(3)将步骤(2)中的混合物在超重力下进行冷却；(4)将步骤(3)中的冷却后的混合物取出冷却至室温，通过机械切割去除硅酸盐相，得到高酸解率钛渣。本发明专利技术的方法将添加形核剂及超重力场引入到钛渣熔体中，并通过控制冷却速度使得不同物相在钛渣中定向富集析出，通过去除影响酸解率的物相硅酸盐相使得钛渣酸解率大幅提高的方法。渣酸解率大幅提高的方法。渣酸解率大幅提高的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种制备高酸解率钛渣的方法


[0001]本专利技术属于钛渣后处理及制备钛白领域，尤其涉及一种制备高酸解率钛渣的方法，适用于所有钛渣冶炼领域及钛渣生产钛白领域。

技术介绍

[0002]电炉熔炼钛渣的实质是钛铁矿与固体还原剂无烟煤或石油焦等混合加入电炉中进行还原熔炼，矿中铁的氧化物被选择性地还原为金属铁，钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离后，获得钛渣和副产品金属铁。常规生产钛渣为硫酸法钛白生产用酸溶性钛渣，钛渣的酸解率受钛渣的物相组成和杂质成分等影响较大。酸溶性钛渣中主要物相为黑钛石和硅酸盐相，其中，90％～95％为黑钛石固溶体，由假板钛矿相(FeTi2O5)
a
(MgTi2O5)
b
(Al2TiO5)
c
(MnTi2O5)
d
(V2TiO5)
e
(Ti3O5)
f
组成，a+b+c+d+e+f＝1，黑钛石固溶体的钛氧化物最易溶于硫酸。5％～10％为硅酸盐相，由硅酸盐玻璃体相(Ca,Al,Mg,Fe,Ti)SiO3组成。典型组成：SiO260％，Al2O318～20％，CaO9～10％，MgO1～4％，FeO2～4％，TiO23～4％，而硅酸盐相难以被硫酸溶解。
[0003]因此，要想提高钛渣的酸解率，主要是去除其中的难溶相硅酸盐相，保留其中的易溶相黑钛石相。从杂质氧化物对酸解率的影响研究可以看出，MgO、FeO含量增加对钛渣的酸解率有利，而CaO、SiO2和Al2O3随着含量增加则降低钛渣酸溶性。其中，从杂质赋存状态研究可以看出，黑钛石相主要由Ti、Fe和Mg等元素组成，硅酸盐玻璃相主要由Ca、Al和Si等元素组成。由此可见，利于酸解率的MgO、FeO含量主要存在于黑钛石相，而大部分不利于酸解率的杂质元素CaO、SiO2和Al2O3存在于硅酸盐相。
[0004]因此，要提高酸解率还是要降低硅酸盐相中杂质元素的含量。而硅酸盐玻璃相分散夹杂在黑钛石固溶体中，嵌布粒度细，多被包裹。在需要保证钛渣颗粒粒度和钛收率的前提下，常规细磨、磁选分离技术难以将硅酸盐相和黑钛石相有效地分离出来。
[0005]基于以上，有必要开发一种有效保证钛渣颗粒粒度及钛收率且有效去除硅酸盐相的新的物相分离方法。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种制备高酸解率钛渣的方法，包含以下步骤：
[0008](1)在钛渣冶炼出渣过程中，将熔融的钛渣输送进渣桶中；
[0009](2)在钛渣中加入形核剂，混合均匀；
[0010](3)将步骤(2)中的混合物在超重力下进行冷却；
[0011](4)将步骤(3)中的冷却后的混合物取出冷却至室温，通过机械切割去除硅酸盐相，得到高酸解率钛渣。
[0012]进一步地，步骤(1)中钛渣的出渣温度为1680～1750℃。
[0013]进一步地，形核剂为CaO、Al2O3、SiO2中的一种或多种。
[0014]进一步地，形核剂加入量占钛渣重量的2％～5％。
[0015]进一步地，步骤(3)中的冷却速率为10～25k/min。加入添加剂及控制冷却速度使欲分离相硅酸盐相选择性析出长大。
[0016]进一步地，步骤(3)中的超重力的重力系数为600～850。利用钛渣中黑钛石相和硅酸盐相具有不同的比重，在超重力场中加大两相之间的相对运动距离，从而使得两种物相在离心场中的不同区域分布。
[0017]进一步地，将步骤(2)中的混合物在超重力下进行冷却至1000～1100℃，停止冷却。
[0018]进一步地，步骤(3)中的冷却过程采用自来水、冷冻盐水、液氮中的一种对渣桶进行冷却。
[0019]进一步地，步骤(3)中的超重力冷却后，硅酸盐相会在沿超重力方向呈现粒度梯度分布，以实现硅酸盐相富集在混合物的一侧，通过机械切割可去除硅酸盐相。
[0020]本专利技术还提供一种硫酸法生产钛白粉的方法，方法以采用如上所述的方法制备出的高酸解率钛渣为原料。关于硫酸法生产钛白粉的方法，采用现有技术中常用的方法，例如CN 102277489 A中公开的方法，此处不作赘述。
[0021]本专利技术具有以下有益技术效果：
[0022]本专利技术公开了一种快速提高钛渣酸解率的方法。具体涉及一种添加形核剂及超重力场引入到钛渣熔体中，并通过控制冷却速度使得不同物相在钛渣中定向富集析出，通过去除影响酸解率的物相硅酸盐相使得钛渣酸解率大幅提高的方法。
[0023]本专利技术通过加入添加剂及控制冷却速度使欲分离相硅酸盐相选择性析出长大，利用钛渣中黑钛石相和硅酸盐相具有不同的比重，在超重力场中加大两相之间的相对运动距离，从而使得两种物相在离心场中的不同区域分布，后经物理切割后分离除去渣中的硅酸盐相，从而提高钛渣的酸解率，为硫酸法钛白生产提供优质原料。
[0024]本专利技术所述钛渣物相分离工艺较现有细磨、磁选技术相比较，工艺简单、绿色环保。
[0025]本专利技术所述分离技术具有较高的Ti收率，钛渣酸解率由现有的88％左右提高到95％以上。其中，现有的88％左右的酸解率为采用钛渣厂现有冷却制度下生产的酸溶渣酸解所得数据。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例；
[0027]图1为本专利技术的实施例的渣桶的截面示意图；
[0028]图2为本专利技术的实施例的制备高酸解率钛渣的方法的流程图。
[0029]附图标记说明
[0030]1渣桶；2外桶；3内桶；4旋转轴；5顶盖；6吊环；7冷却液管路进口；8冷却液管路出口；
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。
[0032]本实施例使用的渣桶如图1所示，渣桶1包含外桶2以及放置在外桶2内部的内桶3；外桶2底部中心设置一旋转轴4；内桶3放置在外桶2上后，旋转轴4穿过内桶3以使得内桶3和外桶2连接，以使得内桶3能够相对于外桶2旋转；内桶3上方包含顶盖5，以密封内桶3；内桶3可沿着旋转轴4方向上下移动实现取放功能。
[0033]内桶3的桶体两侧对称设置有吊环6，方便吊运；电机(未示出)控制旋转轴4的旋转速率，通过调节电机频率进而控制旋转轴4转动内桶3中热渣的重力系数。内桶3内衬、旋转轴4表面、顶盖5内表面均涂有脱模剂。
[0034]围绕外桶2的外桶2壁设置有环形的冷却液管路，通过调节冷却介质的流量控制内桶3中渣的冷却速度。冷却液管路采用上进下出的形式，即在外桶2壁上部为冷却液管路进口7，在外桶2壁下部为冷却液管路出口8。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备高酸解率钛渣的方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)在钛渣冶炼出渣过程中，将熔融的钛渣输送进渣桶中；(2)在钛渣中加入形核剂，混合均匀；(3)将步骤(2)中的混合物在超重力下进行冷却；(4)将步骤(3)中的冷却后的混合物取出冷却至室温，通过机械切割去除硅酸盐相，得到高酸解率钛渣。2.根据权利要求1所述的制备高酸解率钛渣的方法，其特征在于，步骤(1)中所述钛渣的出渣温度为1680～1750℃。3.根据权利要求1所述的制备高酸解率钛渣的方法，其特征在于，所述形核剂为CaO、Al2O3、SiO2中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的制备高酸解率钛渣的方法，其特征在于，形核剂加入量占钛渣重量的2％～5％。5.根据权利要求1所述的制备高酸解率钛渣的方法，其特征在于，步骤(3)中的冷却速率为10～25k/min。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娟，肖军，李凯茂，宋兵，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：