[发明专利]低温还原制备酸溶性钛渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温还原制备酸溶性钛渣的方法，属于化工材料制备技术领域。

背景技术

酸溶性钛渣是生产钛白粉的重要原材料之一，广泛的使用于硫酸法制备钛白粉的生产领域。YB/T5285-2007把酸溶性钛渣分为三个型号，其中TZ74型要求酸溶性钛渣中的二氧化钛含量在72～76％的范围内，三价钛的含量小于18％，氧化亚铁的含量小于7％，硫的含量小于0.12％，磷的含量小于0.02％。

CN01128856.6公开了一种钛铁矿的分离的方法，在真空状况下，先将钛铁矿粉加入1600～23000℃的等离子炉中，使其气化，再进入24000～40000℃的感应炉，使各成份分子的电子层分离，得到分离的物质，又进入冷却器，最后将混合粉末送入分离器分离，并将分离出的氧气抽走。

CN101619371公开了一种从钒钛磁铁矿回收钒钛铁的方法，工艺过程包括矿粉、煤粉与粘结剂一起造块，在转底炉还原，得到金属化产品，然后热装进入电炉熔化分离，得到含钒铁水和二氧化钛TiO₂＞50％的钛渣。将含钒铁水吹钒得到钒渣，半钢在转炉炼钢；将钛渣可直接作为提钛的原料。

目前制备酸溶性钛渣的方法主要是高温冶炼，就是采用“高炉-转炉”的生产技术进行，此种方法得到的是含二氧化钛50％左右的钛渣，但是其中的杂质铁、钒等依然较高，应用领域很窄。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温还原制备酸溶性钛渣的方法，该方法不仅可以充分利用还原过程中的热量，能够得到高品位的酸溶性钛渣，副产还原性铁粉，而且原料简单易得、能耗低、投资少、成本低。

本发明所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，是将钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠混合后，经还原、水冷、粉碎、钛铁分离制得酸溶性钛渣产品。

所述的钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠按照质量比10∶0.5～2∶0.5～2∶0.05～1进行混合。

所述的粘结剂为羧丙基纤维素。

所述的羧丙基纤维素为羧丙基甲基纤维素或羧丙基乙基纤维素。

所述的还原温度为600～800℃，还原时间为1～2小时。

所述的水冷温度为10～30℃。

粉碎后的细度为200～300目。

所述的钛铁分离在100～300高斯的磁场强度下进行。

所述的钛铁分离是将酸溶性钛渣和铁粉分离。

所述的酸溶性钛渣经一级电磁选提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。

所述的酸溶性钛渣经一级电磁选，就是当矿浆进入磁场区时，其中强磁性矿物钛渣被吸附在圆筒表面，弱磁性和非磁性矿物被甩掉排出，而吸附在圆筒表面上的强磁性矿物钛渣随圆筒旋转，被带出磁场区，用冲洗水冲入精矿槽中，完成分选作业，提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。

所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，具体包括如下步骤：

(1)将钛铁矿与碳粉、粘结剂、碳酸钠按照质量比10∶0.5～2∶0.5～2∶0.05～1进行混合，装入筒体，放入隧道窑的轨道上，将速度调节到10～20cm/min，然后进入隧道窑内进行还原；还原温度600～800℃，在隧道窑中的还原时间为1～2小时；

(2)将还原后的物料迅速放入温度为10～30℃的水中进行冷却，冷却后粉碎到细度为200～300目；

(3)将粉碎后的物料在磁场强度为100～300高斯的范围内进行弱磁下的钛铁分离，被磁力吸附得到的是还原性铁粉，不能被磁力吸附的是酸溶性钛渣，再采用一级电磁选，提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。

本发明是一种在温度较低的状态下，采用隧道窑的方式进行还原钛铁矿，然后采用水冷、粉碎、钛铁分离、一级电磁选的方式得到高品位的酸溶性钛渣，副产还原性铁粉的生产方法。该方法的原理是在温度较低的状态下，在还原气氛中将钛铁矿中的高价态的铁还原为零价的铁，将铁和钛分离，从而得到钛含量高的酸溶性钛渣和还原性铁粉。

所使用的原料简单易得，碳粉做为还原剂使用，可以直接购买市售产品或是将无烟煤粉碎即可；碳酸钠是助溶剂，直接购买市售产品即可；粘结剂起到将钛铁矿、碳粉、碳酸钠连接在一起的作用，为市售产品。

本发明的具体工艺流程图如图1所示，本发明热量循环示意图如图2所示。

本发明中水冷步骤产生的热量，通过引风机进入另一条隧道窑，可以回收利用到低温还原的过程中，节约了能源。

与现有的技术相比，本发明的有益效果为：