[发明专利]隧道窑还原磨选法制备酸溶性富钛料和铁粉新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及矿产资源综合利用领域，具体涉及一种从钛精矿中制备酸溶性富钛料和铁粉的隧道窑还原磨选的方法与工艺。 

背景技术

我国钛白工业的原料来源一是钛精矿，二是经过物理化学生产过程而形成的钛矿富集物，简称富钛料。近年来随着我国钛白工业快速发展，对富钛料的需求与日俱增，由于富钛料具有含钛量高，工艺比较简单、工艺过程三废处理量少，资源和能源利用率高，且有助于提高产品品质等优点，越来越受钛白生产厂家青睐，呈现供不应求、依赖进口、供需矛盾突出的态势。据预测，今后几年我国富钛料仍需大量进口。 

目前，我国从钛精矿制备富钛料的主要生产方法是电炉法，虽然它有一系列优点，但能耗高，生产1吨高钛渣，大约需要3000 kWh的电能，在能源比较短缺的地区和国家，很难选用。因此，为增加富钛料国内市场的供应量，开辟生产富钛料的新方法新工艺，是一项极待解决的技术攻关课题。为了综合利用攀枝花高氧化镁钛铁矿，早在1978年原冶金部长沙矿冶研究所梁经冬及其团队完成了“隧道窑还原磨选法从攀枝花钛精矿制取人造金红石电焊条和铁粉扩大试验”，获湖南省科学大会奖；1983年成功地进行了日处理5.8吨钛精矿的“隧道窑还原磨选法从攀枝花钛精矿制取酸溶性富钛料和优质铁粉半工业试验”，富钛料的特点是酸解率高达97%以上和制备金红石钛白时易转型，是硫酸法钛白的优良原料；精还原铁粉含TFe 98.68%、Mfe 97.93%、Ti02 0.82%、S 0.015%、C 0.05%、P 0.01%,并固溶有多种微量有益元素。经试制多个品种粉末冶金零件二万余件，其性能及台架试验和装车使用结果都很好，显示出强度高、耐磨、塑性好等特点。1986年由冶金部主持通过专家鉴定，被评为国际先进水平项目。上述情况曾先后发表于《矿冶工程》期刊（1981年第1期）《攀枝花资源综合利用科研报告选编》（第四卷上册提钛工艺技术，1986年3月）、专著《浮选理论与选冶实践》中第12章（冶金工业出版社，1995,11）。影响该工艺产业化的主要问题：一是还原温度偏高（1280℃），而目前工业上广泛应用的碳化硅罐的常规使用温度是≦1200℃；二是装卸料靠人工，劳动强度大和卫生条件差。因此，本发明是针对上述问题而开发的，一是扩大钛精矿的利用面，除攀枝花钛精矿外，还对国内外其他类型与品位的钛精矿进行了系统开发；二是为满足企业在国内外投资建厂从海滨砂钛矿中生产富钛料的需要（当地缺电，不能采用电炉法），提供不同品位砂钛矿的处理工艺流程、参数与装备；三是移植自主研发用于处理铁精矿的隧道窑自动化生产技术解决钛精矿应用隧道窑时存在的四大难题（单窑产能低、自动化程度低、劳动强度大与卫生条件差），据专利检索，除采用回转窑还原、原料超细度、低温还原等难以实现产业化的专利技术外，攀枝花学院杨绍利等在专利号为200810306298专利中公开了攀枝花钛精矿造球隧道窑1100~1150℃还原磨选生产富钛料的方法，但没有论及工艺过程与参数控制，而且也仅限于一种原生矿的处理方法。 

梁经冬等人长期从事我国钒钛铁矿产资源的综合利用工作，为解决铁、钛、钒分离的方法、工艺与工业化设备等关键技术问题，先后申报和授权了[91706655.1]、[200810143675.6]、[2009101600587.1]、[200920168575.9]、[2011100344307X]、[20110367255.8]、[201210257024.6]等多项专利，其中“一种新的综合利用钒钛铁精矿的产业化方法”与“隧道窑直接还原铁的自动化生产线”等专利已经建厂实施。本发明正是在已有自主研发专利基础上，针对不同类型、品位钛精矿制备酸溶性富钛料而开发的一种能够实现产业化的新工艺。 

发明内容                                   

本发明是在电炉法生产酸溶性渣富钛料基础上，应用发明人已在钒钛磁铁矿实施的隧道窑还原磨选产业化方法专利技术，系统解决了适用于各种类型、品位钛精矿制备酸溶性富钛料和铁粉的生产工艺技术问题，为工业规模生产富钛料提供了一种高效、节能、环保、适用性强的新工艺、新途径。

本发明所要解决的技术问题是：应用自主研发的隧道窑还原磨选法，通过不同烧成温度制度、不同催化剂的选择与集成匹配，确保还原温度在950～1200℃下顺畅进行，实现富钛料品位、收率、酸溶度与铁粉品位、收率达到行标所要求的技术经济指标，如表1所示：， 

表1、隧道窑还原磨选法从不同类型品位钛精矿中制备富钛料与铁粉的技术经济指标