一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法技术

本发明专利技术提供了一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法，涉及冶金和矿物加工技术领域。该方法包括：(a)将所述高钙镁钛铁矿进行氧化预处理；(b)将氧化预处理后的高钙镁钛铁矿还原焙烧；(c)将还原焙烧后的钛铁矿进行磁选得到磁选精矿；(d)将步骤(c)中所述磁选精矿进行酸浸，然后进行过滤、洗涤和煅烧得到人造金红石产品；其中，步骤(b)中的还原温度为850℃～950℃，还原时间为2～6h。本发明专利技术方法利用低品质高钙镁钛铁矿制备的人造金红石中钛含量能提升至92％以上，镁含量降至0.5％以下，钙含量降至0.1％以下，满足后续使用钛铁矿时对镁、钙等含量要求，稳定氯化法的生产。稳定氯化法的生产。稳定氯化法的生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法


[0001]本专利技术涉及冶金和矿物加工
，尤其是涉及一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法。

技术介绍

[0002]钛是一种重要的战略资源，主要以钛白粉、海绵钛和钛合金等产品形式广泛应用于国民经济各个行业中。如钛白粉广泛应用于涂料、纺织、造纸、油墨和高档化妆品等领域；金属钛具有强度高、低密度、抗腐蚀、低阻尼、超导性的特点，被广泛应用于航空航天、生物医疗、信息技术、高端装备制造等领域，被誉为“太空金属”、“海洋金属”和“全能金属”。美国将钛列为35种关键矿产目录，并认为其是继铁、铝之后处于发展中的“第三金属”和“战略金属”。欧盟将钛列入61种关键原材料目录。在我国，钛也因其优良的物理化学性质和稀缺性，使钛产业被列为中国制造2025和《新材料产业发展指南》中的重点。世界各国的经济发展表明，先进的钛工业是综合国力的重要标志，大力发展钛工业对巩固国防和国民经济建设具有极其重大的战略意义，而稳定的钛原料供应则是一个钛工业发展的根基。
[0003]钛属于大离子亲石元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。地壳中含钛矿物近140多种，常见的有钛铁矿(FeTiO3)、金红石及同质多相锐铁矿(TiO2)、铁板钛矿(Fe2TiO5)、钙钛矿(CaTiO3)、镁钛矿[(Mg，Fe)TiO3]、红钛锰矿(MnTiO3)和榍石(CaTiSiO5)等。然而，钛金属的经济价值和开采潜力高度依赖于赋存矿物的品质，目前具有开采价值的主要为钛的氧化物：钛铁矿和金红石(锐钛矿)。全球近90％的钛资源从钛铁矿分离提取，而高品质的钛产品主要依赖金红石类矿物。
[0004]钛铁矿是提炼钛和生产钛白粉的主要矿物，主要成分为FeTiO3，但同时含有其他杂质矿物，杂质矿物含有如CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO2、V2O5、Cr2O3等杂质元素，这些杂质元素的存在会影响钛铁矿产品的品质。一般而言，如有微量的铁、钴、铬、铜等杂质混入钛白粉中，会致使钛白粉白度降低，这是由于其掺杂的离子，尤其是金属离子的存在，会使钛白粉的晶体结构变扭曲而失去对称性。在沸腾氯化时，应使原料富钛料中CaO和MgO等杂质的含量尽可能低，否则在沸腾氯化过程中，CaO和MgO等杂质会呈熔融状态黏附在炉料上，使炉料结块，甚至使沸腾层遭到破坏，氯化过程不能顺利进行，因此一般对CaO和MgO含量有所要求，CaO+MgO＜1.5％。
[0005]钛在自然界中分布广泛，无论是作为制备海绵钛，氯化法钛白的原料，还是生产硫酸法钛白，工业上都希望使用TiO2含量较高，杂质含量较少的原料，以减少环境污染，提高经济效益。我国大部分地区精矿中的TiO2含量仅为48～52％，且天然金红石较为缺乏，且钛铁矿资源主要是以非铁杂质含量较高的低品位矿为主，其矿物组成复杂，氧化钙、氧化镁、氧化硅等杂质含量高，TiO2的含量低。此外，随着钛产业的发展及其规模的扩大，对原料钛精矿、人造金红石、高钛渣等高品质富钛料的需求量也越来越大，钛资源的供应紧张的现状将会进一步加剧。在目前世界经济迅猛发展的情况下，充分发挥我国钛资源的优势，强化钛资源综合利用能力，提高我国钛产品的竞争力，找到一条适合我国钛资源特点的钛矿升级
富钛料工艺势在必行。
[0006]专利号CN108585034A的中国专利技术专利申请公开了一种钛铁矿制备高强度人造金红石的方法，钛铁矿经“高温氧化、弱还原、高温再氧化、酸浸、碱浸、煅烧”，得到人造金红石，为了除去Ca、Mg和Si等杂质，在酸浸后进行碱浸，该专利公开的技术流程长、生产时间长、能耗高、操作复杂、成本高等，大大限制了产品的广泛应用。专利号CN110776003A的中国专利技术专利申请公开一种利用低品位高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法，该专利方法经“高品位钛铁矿氧化、低品位钛矿氧化
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还原、再掺配、酸浸
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煅烧”通过控制假板钛矿含量、提高赤铁矿含量，有效提高了铁元素的浸出速率。但该方法需要将高品位钛铁矿与低品位钛铁矿分别改性后在掺配使用，且高品位钛铁矿用量较低品位钛铁矿高，在缺少高品位钛铁矿的情况下，该方法应用将受到极大的限制。
[0007]因而，研究如何使用杂质含量高、低品质、高钙镁钛铁矿生产高品质的氯化法原料，对氯化法的发展具有重要的意义。
[0008]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法，通过本专利技术的方法将低品位高钙镁钛铁矿制备成高品质的人造金红石产品，其中人造金红石中的TiO2≥92％，MgO≤0.5％，CaO≤0.1％。
[0010]本专利技术提供的技术方案如下：
[0011]一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法，包括：
[0012](a)将所述高钙镁钛铁矿进行氧化预处理；
[0013](b)将氧化预处理后的高钙镁钛铁矿还原焙烧；
[0014](c)将还原焙烧后的钛铁矿进行磁选得到磁选精矿；
[0015](d)将步骤(c)中所述磁选精矿进行酸浸，然后进行过滤、洗涤和煅烧得到人造金红石产品；
[0016]其中，步骤(b)中的还原温度为850℃～950℃，还原时间为2～6h。
[0017]在本专利技术的制备方法中，还原条件对于所得到的钛铁矿的晶型结构有重要的影响。在本专利技术的还原条件下，经还原的还原钛铁矿中以金红石相TiO2、金属Fe相，及FeTiO3物相为主。在本专利技术方法中，将低品质的高钙镁钛铁矿进行还原过程中，通过离子扩散，打破钛铁矿致密结构的同时，钛铁矿中的高价铁生成酸溶性强的二价铁及金属铁，提高酸浸效率及酸浸铁杂质的去除率。本专利技术通过还原焙烧后得到的还原钛铁矿中的镁仍以MgTiO3相形式存在，未形成MgTi2O5相，钙以CaTiO3相形式存在，未与其他杂质固熔，提高了钛铁矿中钙、镁在酸浸过程中的去除率。
[0018]在本专利技术中，以低品质的高钙镁钛铁矿为原料，所述高钙镁钛铁矿中，MgO≥1.00wt％，CaO≥0.10wt％。
[0019]在一个可选的实施方案中，本专利技术中的原料低品质高钙镁钛铁矿中，TiO2含量可为44～58wt％、Fe2O3含量可为30～45wt％、SiO2含量为可2.5～7.0wt％，Al2O3含量可为1.1～4％，CaO含量可为0.1～2％、MgO含量为可1.0～4％、MnO含量可为0.8～2％。
[0020]在一个实施方案中，所述步骤(a)中的氧化预处理的温度为600℃～900℃，所述氧
化预处理的时间为0.5～2h。
[0021]在一个实施方案中，所述氧化预处理之前还包括筛分的步骤；优选地，所述筛分的粒度
‑
160目≤5％。优选地，所述筛分粒度95μm以下的占比不高于5％。筛分的目的为了降低钛铁矿还原过程中的烧结情况；增加氧化焙烧的处理，可以进一步提高钛铁矿的活性。
[0022]在一个实施方案中，所述步骤(b)中所述还原焙烧使用的还原剂为煤、煤气、氢气和石油焦中的一种或多种；还原剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于，包括：(a)将所述高钙镁钛铁矿进行氧化预处理；(b)将氧化预处理后的高钙镁钛铁矿还原焙烧；(c)将还原焙烧后的钛铁矿进行磁选得到磁选精矿；(d)将步骤(c)中所述磁选精矿进行酸浸，然后进行过滤、洗涤和煅烧得到人造金红石产品；其中，步骤(b)中的还原温度为850℃～950℃，还原时间为2～6h。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高钙镁钛铁矿中，MgO≥1.00wt％，CaO≥0.10wt％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中的所述氧化预处理的温度为600℃～900℃，所述氧化预处理的时间为0.5～2h。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述氧化预处理之前还包括筛分的步骤；优选地，所述筛分的粒度
‑
160目≤5％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中所述还原焙烧使用的还原剂为煤、煤气、氢气和石油焦中的一种或多种；还原剂的加入量为所述钛铁矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珍珍，许刚，张海涛，陈树忠，贺高峰，豆君，司华彬，
申请(专利权)人：河南佰利联新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：