[发明专利]从钛磁铁矿尾矿中回收钛、铁的工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种从钛磁铁矿尾矿中回收钛、铁的工艺。

背景技术

钛磁铁矿是钛矿的主要组成矿物之一，是磁铁矿的亚种，性质与磁铁矿相似。

中国钛磁铁矿资源非常丰富，分布广泛，遍布20多个省。攀西地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一。攀西钒钛磁铁矿是多种矿物组成的，以钛磁铁矿为主的复合铁矿，在目前技术水平下，选矿回收的主要矿物钛磁铁矿，是由磁铁矿、钛铁尖晶石、钛铁矿及镁铝尖晶石等组成的类质同象系列矿物。其中钛铁尖晶石、钛铁矿片晶石有强磁性，与磁铁矿致密共生不能用机械方法分离。

目前处理钛磁铁矿与钛铁矿的混合矿石主要是传统的选矿流程，由于钛磁铁矿中的钛铁尖晶石、钛铁片晶石不能单独回收而进入铁精矿，至使磁选出来的铁精矿TiO₂含量高。钛铁矿成粒状具有弱磁性，可以用强磁选单独回收得到钛精矿。

中国最大的钛白粉企业在山东省，原料为钛铁矿，所需钛铁矿原料基本靠进口。而山东省日照市是中国华东地区钛铁矿山集中地，刘家沟、天宝矿等十多座选矿厂日处理钛磁铁矿和钛铁矿混合原矿石3万多吨，获得钛铁精粉不到3千吨。由于选矿流程中首先以弱磁选选出的钛磁铁矿含铁品位较低只有42%~44%不能作为炼铁原料，TiO₂含量只有18%也不能作为钛精矿利用，只能当做尾矿丢弃，不仅占用土地，而且造成了环境污染及资源浪费。所以对这部分钛磁铁矿尾矿进行综合利用意义重大。

钛、铁的有效分离是钛磁铁矿综合利用最关键的技术，综合回收钛磁铁矿中铁、钛的关键是还原—分离钛铁工序。如果这一工序过程能获得较高的铁的回收率和含二氧化钛的非磁性物，就能达到理想的钛铁分离。

经过长期的研究和技术攻关，对钛磁铁矿中铁、钛的分离工艺已有了新的进展。直接还原法在综合利用钛磁铁矿方面得到了广泛应用，目前对钛磁铁矿采用直接还原法，分离回收铁、钛的工艺主要有三种：1.钠化球团氧化焙烧—回转窑直接还原—电炉熔分；2.回转窑直接还原—电炉熔分—水法提钛；3.中南大学的冷固结球团直接还原—还原球团磁选—非磁性矿物酸性浸出—浸渣钠化焙烧。各方法特点不同。而且在处理钛磁铁矿的工艺中存在诸多限制，很多新工艺都是针对的钛磁铁矿精矿，要求钛磁铁矿的品位较高，同时对要处理的钛磁铁矿中二氧化硅含量也有要求，如申请号：200510020117.7公开了一种钒钛磁铁矿的直接还原—磁选分离方法，该专利中所处理的钛磁铁矿要求TFe 58%以上，二氧化硅3.2%。又如申请号为：200510020117.7公开了从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法，该方法所处理的钛磁铁矿要求TFe 56%以上，二氧化硅1.17%。为了获得较高的金属化率、金属回收率以及生产率，希望钛磁铁矿的还原过程在较高的温度下进行，但是当钛磁铁矿中二氧化硅含量较高时，二氧化硅在还原气氛下和铁的氧化物易生成低熔点的化合物，粘结严重，使还原过程难以进行。所以，目前用低品位的钛磁铁矿尾矿直接用来生产直接还原铁并回收钛的工艺还鲜有报道。虽然申请号：200910104203.4公开了一种利用钒钛磁铁矿选铁尾矿制备钛铁合金的方法，但此工艺过程十分复杂，生产时间长，电极烧结成型在5h以上，点解20h。

上述三种直接还原法仅适用于高铁品位低硅含量的原料，而本发明也将适用于低铁品位高硅的钛磁铁矿尾矿原料。 

发明内容

本发明的目的是提供一种可以将磁选厂的钛磁铁矿尾矿有效利用，减少环境污染，从钛磁铁矿尾矿中回收钛、铁的工艺。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的，

按照本发明的从钛磁铁矿尾矿中回收钛、铁的工艺，其特征在于：包括原料配料、造球、干燥、热处理、还原及磁选分离，具体工艺步骤如下：

（1）原料配料及造球：

选取TFe含量为 42%~44%，TiO₂ 17.4~ 18.5 %，二氧化硅含量6.5~7.0%的钛磁铁矿尾矿，细磨至-200目83.5%，比表面积≥1700cm²/g后与粘结剂和添加剂配料混合，再进行造球，所述的粘结剂为膨润土，添加剂为镁粉，其MgO含量为≥87.0%，造球混合料原料配比（重量百分比）：钛磁铁矿磁选尾矿96%~ 97%，膨润土量0.9%~ 1.8%，镁粉量1.8~ 2.2%，球团直径9~16mm；