一種富集低品位鈦渣的方法
【專利摘要】本發明公開了一種富集低品位鈦渣的方法，包括對低品位鈦渣進行破碎、磨細處理；將處理后的低品位鈦渣與磷酸以質量比10-20∶1混合后在一定溫度下進行焙燒活化，獲得活化后的鈦渣；再將其破碎、磨細，用酸液進行逆流浸出；將酸浸料漿進行過濾，濾餅用水洗滌后烘干，得到富集后的高品位鈦渣。本發明通過加入磷酸焙燒破壞富鈦渣中黑鈦石結構，從根本上解決黑鈦石結構難以直接酸浸除雜的難題；浸后濾液為低酸度溶液，回收利用技術簡便、經濟，從而大幅降低酸耗，減少環境污染；經“焙燒活化-酸浸除雜”后富鈦渣品位大幅提高，可直接用作硫酸法鈦白生產原料，源頭降低酸耗，為傳統硫酸法實現綠色化升級提供一條途徑。
【專利說明】一種富集低品位鈦渣的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金技術和礦產資源加工領域，具體涉及一種富集低品位鈦渣的方法。
【背景技術】
[0002]釩鈦磁鐵礦為我國重大特色多金屬礦產資源，儲量巨大，且釩、鈦、鐵、鉻等多金屬共生，資源綜合利用價值很高。我國已探明釩鈦磁鐵礦儲量超過100億噸，遠景儲量達300億噸以上，主要分布在四川攀西地區和河北承德兩地區。鈦是世界公認的稀有資源和重要戰略物質，廣泛應用于化工、航空航天、軍工等領域。鈦產業的發展規模與水平，對國民經濟與國防建設有著重大的影響。
[0003]釩鈦磁鐵礦精礦可經過還原焙燒后熔化分離制得鈦渣，其中T12品位達45%以上。該鈦渣物相組成以黑鈦石和輝石(玻璃相)為主，并伴有一定量的鈣鈦礦和塔基洛夫石。由于該鈦渣主要以穩定的黑鈦石結構賦存，難以直接酸浸除雜來提高鈦渣品位。并且，上述鈦渣若直接用作硫酸法鈦白生產的原料，存在酸耗高、三廢量大，生產污染重、產品質量差等缺點。目前尚無合理有效的經濟手段加以回收利用，造成了鈦資源的嚴重浪費和大量固體廢棄物污染。
[0004]已有專利文獻中對低品位鈦渣進行深加工進行研究。傅文章等人提出對鈦渣進行保溫緩冷進而破碎浮選以提高二氧化鈦品位。此方法可以得到富含黑鈦石的高品位鈦渣，但是其T12回收率低，保溫溫度也較高(1600°C -1750°C)o中南大學的劉水石等以二氧化鈦含量約為82%的鈦渣為原料，采用磷酸活化后兩段酸浸的方法浸出。其中鈦渣中物相組成以黑鈦石、鈦鐵礦、金屬鐵和非金屬礦物為主，磷酸加入量為0-10%，焙燒溫度為9000C -1200°C，焙燒時間為lh-2.5h，分別采用不同濃度的硫酸進行兩段酸浸，其中一段酸浸硫酸質量分數為10%-25%，酸浸時間為lh-3h，酸浸溫度為30°C -105°C ;二段酸浸硫酸質量分數為20%-50%，酸浸時間為lh-3h，酸浸溫度為30°C -105°C。最終得到二氧化鈦含量為88%的鈦渣，但是其在低品位鈦渣的抬得富集中有一定的局限性。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對目前直接還原-電爐熔分得到的低品位鈦渣進行后續加工處理，提供一種富集低品位鈦渣的方法，該方法包括利用磷酸活化破壞鈦渣中的黑鈦石結構，使黑鈦石相可轉化為金紅石相，雜質元素得到釋放，進而利用多級逆流酸(稀酸)浸去除雜質、提聞欽禮:品位，為欽白生廣提供一種較聞品位的原料。
[0006]本發明的磷酸活化焙燒提高低品位鈦渣的方法包括以下步驟:
[0007](I)將釩鈦磁鐵礦經直接還原-電爐熔分得到的低品位鈦渣(二氧化鈦含量為40%-55%)進行研磨，研磨方式優選棒磨，篩分后取粒度不大于180目的鈦渣測定其成分；
[0008](2)將步驟(1)篩分過的鈦渣與磷酸以質量比10:1-20:1混合均勻后焙燒活化1.5h~5ho
[0009]優選的，將其破碎研磨至粒度小于200目。
[0010]優選的，焙燒活化溫度為700°C -1OOO0C。
[0011]優選的，焙燒活化時間為2.5_5h。
[0012](3)將步驟(2)活化焙燒渣以液固比3:1-10:1與質量濃度為5%_25%的無機酸混合后加熱至110°C -130°c進行多級(1-5級)逆流或錯流酸浸。
[0013]優選的，無機酸為鹽酸或硫酸。
[0014](4)將步驟(3)獲得的酸浸產物過濾、洗滌，得到濾餅可進行后續鈦白生產，濾液進行雜質分離，酸液回收利用。
[0015]本發明的優點在于:
[0016](I)加入磷酸焙燒后可破壞富鈦渣中黑鈦石結構，從根本上解決黑鈦石結構難以直接酸浸除雜的難題。
[0017](2)酸浸后濾液為低酸度溶液，回收利用技術簡便、經濟，從而大幅降低酸耗，減少環境污染。
[0018](3)經“焙燒活化-酸浸除雜”后富鈦渣品位大幅提高，可直接用作硫酸法鈦白生產原料，源頭降低酸耗，為傳統硫酸法實現綠色化升級提供一條途徑。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為原料低品位鈦渣XRD圖；
[0020]圖2為焙燒活化-酸浸除雜后產品富鈦渣XRD圖。
【具體實施方式】
[0021]以下實施例僅用作對本發明的解釋而不是限制。所使用的鈦渣的XRD圖見圖1。
[0022]實施例1:
[0023]取四川某地生產的富鈦渣粉碎、研磨、過篩，做元素分析，鈦渣成分:Ti0251.80%，Al2O3H.45%，Mg012.65%，Ca04.87%，。取上述粒度小于180目的富鈦渣300g，加入磷酸15g混合均勻后置于馬弗爐中。階段升溫至900°C，保溫2.5h焙燒活化。將活化鈦渣破碎、研磨，加入15%H2S04以液固比3:1進行三級酸浸后，過濾，加80°C溫水洗滌。做元素分析得到T12含量為67.5%的鈦渣，其中鈦的回收率99.3%，產品雜質含量分別為=Al2O3Il.45%，Mg012.95%, CaO0.55%，其 XRD 圖見圖 2。
[0024]實施例2:
[0025]取四川某地的富鈦渣粉碎、研磨、過篩，做元素分析鈦渣成分為T12含量為52.12%, Al2O3含量為14.45%, MgO含量為12.53%, CaO含量為4.63%。取上述粒度小于180目的富鈦渣300g，加入磷酸30g混合均勻后置于馬弗爐中。階段升溫至800°C，保溫5h焙燒活化。取出上述活化鈦渣破碎、研磨，加入5%H2S04以液固比20:1進行三級酸浸后過濾，加80°C溫水洗滌。得到T12含量為68.3%的鈦渣，其中鈦的回收率98.5%，雜質含量分別為:A12039.66%, MgOl0.70%, CaO0.87%。
[0026]實施例3:
[0027]取四川某地的富鈦渣粉碎、研磨、過篩，做元素分析鈦渣成分為T12含量為42.88%, Al2O3含量為15.78%, MgO含量為11.10%, CaO含量為5.92%。取上述粒度小于180目的富鈦渣300g，加入磷酸21g混合均勻后置于馬弗爐中。階段升溫至900°C，保溫4h焙燒活化。取出上述活化鈦渣破碎、研磨，加入20%HC1以液固比5:1進行一級酸浸后過濾，加80°C溫水洗滌。得到T12含量為55.80%的鈦渣，其中鈦的回收率98.9%，雜質含量分別為:Α12037.74%, MgOll.10%, CaO0.32%。
[0028]實施例4:
[0029]取四川某地的富鈦渣粉碎、研磨、過篩，做元素分析鈦渣成分為T12含量為54.36%, Al2O3含量為13.22%, MgO含量為12.10%, CaO含量為4.78%。取上述粒度小于180目的富鈦渣300g，加入磷酸30g混合均勻后置于馬弗爐中。階段升溫至1000°C，保溫2h焙燒活化。取出上述活化鈦渣破碎、研磨，加入25%H2S04以液固比30:1進行一級酸浸后過濾，加80°C溫水洗滌。得到T12含量為60.78%的鈦渣，其中鈦的回收率93.4%，雜質含量分別為:A12037.92%, MgOl0.40%, CaOl.02%。
[0030]實施例5:
[0031]取四川某地的富鈦渣粉碎、研磨、過篩，做元素分析鈦渣成分為T12含量為42.88%, Al2O3含量為15.78%, MgO含量為11.10%, CaO含量為5.92%。取上述粒度小于180目的富鈦渣300g，加入磷酸21g混合均勻后置于馬弗爐中。階段升溫至700°C，保溫4h焙燒活化。取出上述活化鈦渣破碎、研磨，加入5%HC1以液固比3:1進行五級酸浸后過濾，加80°C溫水洗滌。得到T12含量為62.12%的鈦渣，其中鈦的回收率99.8%，雜質含量分別為:Α12038.07%, MgOll. 39%, CaO0.33%。
【權利要求】
1.一種富集低品位鈦渣的方法，包括: 1)取鈦洛磨細，篩分后得到粒度小于180目的鈦洛； 2)將鈦渣與磷酸以質量比10:1-20:1混合均勻后再焙燒活化，得到活化焙燒渣； 3)將活化焙燒渣以一定的液固比與質量分數5%-25%的無機酸混合后進行逆流或錯流酸浸； 4)將步驟3)得到的酸浸液過濾、洗滌，濾餅即為富集后鈦渣。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鈦渣的二氧化鈦含量為40%-55%，由釩鈦磁鐵礦經轉底爐還原-電爐熔分技術制得。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的焙燒活化溫度為700 V -1000。。。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的焙燒活化時間為2.5-5h。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述的無機酸為鹽酸或硫酸。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述酸浸的液固比為3:1-30:1。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述酸浸的溫度為IlO0C -130°c。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中逆流或錯流酸浸為I~5級。
【文檔編號】C22B34/12GK104073643SQ201310100346
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月26日 優先權日:2013年3月26日
【發明者】薛天艷, 胡國平, 齊濤, 王麗娜, 仲斌年 申請人:中國科學院過程工程研究所