本发明专利技术提供了一种以含钛高炉渣为原料，生产人造金红石的方法，该方法反应时间短、钛回收率高、生产成本低、处理量大、环境友好，产品附加值高。该方法包括以下步骤：配料：将熔融或冷凝含钛高炉渣、含钛物料、硅石矿、添加剂加入熔炼炉；熔炼：利用熔炼炉进行熔炼，使其保持熔融状态；氧化：向熔炼炉内熔渣喷吹氧化性气体，或将熔渣倒入保温渣罐或保温地坑，向保温渣罐或保温地坑中熔渣喷吹氧化性气体，使渣中含钛物相转化为金红石相中；冷却：将氧化后熔渣在保温渣罐或保温地坑中保温，控制降温速率使熔渣冷却至室温，使金红石相长大；分离：最后将氧化改性凝渣经破碎、磨细，将金红石相分离出来，得到TiO2品位高的人造金红石。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金资源利用
，具体涉及。
技术介绍
我国蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿，多金属共生矿之一，其中含铁12_45wt%，TiO2 3-15wt%。钒钛磁铁矿在高温冶炼过程中，实现渣-铁分离，但大部分含钛的氧化物以十分细小和分散状态赋存到渣相，成为含钛的高炉渣。我国每年有300万吨以上的含钛高炉渣产出，其中含Ti0260余万吨。但长期以来该渣并未得到有效利用，目前，已累积堆放5000多万吨。既造成资源浪费，又污染环境。多年来，国家对含钛高炉渣这一独特资源的利用十分重视，已开展了大量研究，曾经有采用火法冶金、水法冶金或选矿分离等工艺方法从含钛高炉渣中分离钛的研究报告， 现简述如下(a).湿法冶金方法中国专利申请200710034843. 3公开了一种含钛冶金炉渣综合利用的方法。该方法用稀硫酸作为浸出介质，常压浸出后固液分离，含钛溶液生产钛白；中国专利申请200510021747. 6公开了一种含钛冶金炉渣综合利用的方法。该方法水淬高炉渣研磨后常压硫酸酸解，水解，煅烧获粗钛白；粗钛白再边研磨边酸解，浸出液水解、煅烧和表面处理获颜料级钛白粉；中国专利申请89105865. 6公开了用盐酸分解含钛高炉渣制取化工产品的方法。该方法将含钛高炉渣与稀盐酸共磨，加入浓盐酸加热酸解，滤除二氧化硅后蒸馏掉盐酸，在草酸液中水解，得偏钛酸，煅烧得氧化钛；中国专利申请201010176450. 8公开了一种用含钛高炉渣制备高效吸附剂方法。该方法通过将含钛高炉渣酸浸处理，使含钛高炉渣中的TiO2达到富集，同时使得处理后的渣具有更好的吸附特性，借助于TiO2的光催化特性，制备出吸附性能良好的高效吸附剂，用作居家、工作、公共休闲等封闭场所的空气净化材料；上述方法技术上可行，但从经济和环境来看，都有一个成本较高、处理后产生二次污染较严重的问题。硫酸法产生大量废酸至今仍是难题，废酸与废水的排放量大，污染环境严重，难予经济治理，这是用湿法冶金方法处理含钛高炉渣至今尚无一例工业化的主要原因。(b).火法冶金方法_中间合金技术中国专利申请200510019664. 3公开了一种利用含钛炉渣(包括含钛高炉渣等)制备钛金属的方法。其技术方案将TiO2含量为10 90wt%的含钛炉渣，外加0 50衬％的碳、0 40wt%金属铝、0 40wt%的铁、0 20wt%的镁，混合均勻后进行熔融热还原。所述的熔融热还原是在等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉等设备中进行。通过熔融还原法将炉渣中含钛化合物还原为金属钛或钛合金，本专利技术能提高含钛高炉渣中钛的收得率，其收得率可达85 90%，残渣中的残钛含量可低于4% ；上述方法技术上可行，但存在产品市场容量小，处理成本高，处理量小等缺点，限制了该技术的推广。(c).火法冶金方法-碳化、氯化、氧化技术中国专利申请2008101805M. 9公开了一种含钛炉渣制备TiCl4的方法。本方法特点在于将含钛炉渣(TW2含量为30 45wt%)与还原剂和粘结剂混与制球，在高温下直接还原后经低温沸腾氯化制备TiCl4 ；中国专利申请87107488. 5公开了一种含钛高炉渣制取四氯化钛的方法。该方法是一种处理高炉冶炼钛磁铁精矿(或钒钛磁铁精矿)的副产品即含钛高炉渣制取四氯化钛的方法。高炉渣的二氧化钛含量为15 35%。液态高炉渣流入密闭式电炉进行碳化，碳化率可达90%以上。碳化高炉渣在流化床中低温氯化，氯化率大于85% ；从技术、经济和环境来看，碳化或氯化的技术思想可行，但对经济成本与环境影响考虑的不够，如碳化过程电耗过高，大量氯化废渣利用及处理量小等问题，均有待解决。(d).冶金改性-选矿方法中国专利申请200410087636公开了一种还原氮化结合矿化剂处理含钛高炉渣使TiN 富集长大的方法，本专利技术可使TiN和TiC晶粒明显长大，粒度可达10 30 μ m，而后通过磁选将其分离；中国专利CN200610134260. 3公开了 “从含钛高炉渣中分离生产富钛料的方法”。该方法通过冶金改性使钙钛矿长大，而后用选矿分离的方法，获得钙钛矿精矿。该方法存在如下缺点钙钛矿精矿品位低，TiO2含量仅为35 40wt%Ti& ；产品附加值低，钙钛矿精矿仅适合作为硫酸法钛白的原料，硫酸法钛白生产过程中，环境污染严重；T^2回收率低，整个过程TiO2的回收率仅为40 50%，造成钛资源的浪费；生产过程中的温度难以控制，影响钙钛矿的粗化长大，进一步影响钙钛矿的选矿指标；市场容量小，由于钙钛矿精矿品位低，不适合作为氯化法钛白的原料，因此，市场容量小；含钛高炉渣使用范围小，钛的氧化物含量范围为15 25% ；还原氮化或选择性析出从技术是可行的，但存在处理成本高，产品附加值低，钛回收率低，工艺流程复杂，产品市场容量小等缺点；总体而言，现有处理方法还限于实验室研发阶段，处理方法具有以下缺点在高温下酸解浸出，劳动强度大，污染环境；设备投资大，操作复杂，产品附加值低；工艺流程长， 效果不理想；钛回收率低，处理量较小，不足以处理每年一千多万吨含钛高炉渣。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供，本专利技术方法反应时间短、钛回收率高、生产成本低、环境友好，产品附加值高，处理量大、易工业化，可实现资源清洁、高效利用。本专利技术按如下步骤进行(1)配料将熔融或冷凝含钛高炉渣、含钛物料、硅氧化物含量>90wt%的硅石矿物和添加剂加入熔炼炉中，组成混合渣，其中硅氧化物<45wt9i)，钛氧化物>25wt9i)，硅氧化物 钛氧化物(1. 8，CaO =SiO2 ( 1. 1，添加剂加入量为1 8wt% ；(2)熔炼加热熔炼炉到温度>1430°C，使混合渣熔化后，保持熔融状态10 30分钟；(3 )氧化向熔炼炉内混合熔渣喷吹氧化性气体，或将熔炼炉内混合熔渣倒入保温渣罐或保温地坑，再向保温渣罐或保温地坑的混合熔渣中喷吹氧化性气体，使渣中含钛物相转化到金红石相中，喷吹氧化性气体的时间与流量依渣量而定，为2 100 L/(min · kg)，在氧化过程中保证熔炼炉或保温渣罐或保温地坑的温度> 1430°C，在氧化过程中或氧化结束后，向混合熔渣中加入晶种，加入量为0. 2 8wt%，促进金红石相长大；(4)冷却将氧化后的混合熔渣在保温渣罐或保温地坑中保温，控制降温速率在 0. 1 10°C /min，使混合熔渣冷却至室温，形成混合凝渣，其中的金红石相进一步长大； (5)分离最后将混合凝渣破碎、磨细到粒度为38 550μ m，采用选矿分离或选矿分离-湿法冶金联合法或湿法冶金的方法，将金红石相分离出来，得到75 98wt%Ti02的人造金红石；人造金红石选矿中矿返回步骤(1)中的配料，继续熔炼；余下的贫钛尾渣可做水泥掺和料；所述的步骤(1)的含钛高炉渣中的钛氧化物含量为8 30 wt%,配料后，混合渣中钛氧化物含量> 25wt% ；所述的步骤(1)中含钛物料是钛精矿、打02>30衬％的高钛渣、白钛石、金红石矿、 Ti02>32wt%的钙钛矿精矿中的一种或多种；所述的步骤(1)的硅石矿中的硅氧化物> 90wt% ；所述的步骤(1)中的的添加剂是钛精矿、CaO, FeO, Fe2O3、MgO, BaO, 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用含钛高炉渣生产人造金红石的方法，其特征在于按如下步骤进行：（１）配料：将熔融或冷凝含钛高炉渣、含钛物料、硅氧化物含量≥９０ｗｔ％的硅石矿物和添加剂加入熔炼炉中，组成混合渣， 其中硅氧化物≤４５ｗｔ％，钛氧化物≥２５ｗｔ％，硅氧化物：钛氧化物 ≤ １．８，ＣａＯ：ＳｉＯ２≤１．１，添加剂加入量为１～８ｗｔ％；（２）熔炼：加热熔炼炉到温度≥１４３０℃，使混合渣熔化后，保持熔融状态１０～３０分钟；（３）氧化：向熔炼炉内混合熔渣喷吹氧化性气体，或将熔炼炉内混合熔渣倒入保温渣罐或保温地坑，再向保温渣罐或保温地坑的混合熔渣中喷吹氧化性气体，使混合熔渣中含钛物相转化到金红石相中，喷吹氧化性气体的时间与流量依渣量而定，为２～１００ Ｌ／（ｍｉｎ·ｋｇ），在氧化过程中保证熔炼炉或保温渣罐或保温地坑的温度≥１４３０℃，在氧化过程中或氧化结束后，向混合熔渣中加入晶种，加入量为０．２～８ｗｔ％，促进金红石相长大；（４）冷却：将氧化后的混合熔渣在保温渣罐或保温地坑中保温，控制降温速率在０．１～１０℃／ｍｉｎ，使混合熔渣冷却至室温，形成混合凝渣，其中的金红石相进一步长大；（５）分离：最后将混合凝渣破碎、磨细到粒度为３８～５５０μｍ，采用选矿分离或选矿分离－湿法冶金联合法或湿法冶金的方法，将金红石相分离出来，得到７５～９８ｗｔ％ＴｉＯ２的人造金红石；人造金红石选矿中矿返回步骤（１）中的配料，继续熔炼；余下的贫钛尾渣作为水泥掺和料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张力，
申请(专利权)人：喀左县钒钛资源综合开发利用工程技术研究中心，东北大学，
类型：发明
国别省市：21
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