[发明专利]一种工业微波窑炉生产还原钛铁矿的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿石处理领域，特别涉及一种工业微波窑炉生产还原钛铁矿的工艺方法。

背景技术

钛铁矿是铁和钛的氧化矿物，其是提炼钛的主要矿石。我国钛资源丰富，储量约达100亿吨，占世界钛矿资源的80％，其中金红石和锐钛矿约占20％。我国钛矿的特点为：高品位的天然金红石比较贫乏，低品位的复合共生矿储量比较大。近年来，随着钛工业的发展，天然金红石资源日益枯竭，因此对储藏丰富的钛铁矿资源的开发利用越来越受到人们的重视。

钛铁矿虽然储量丰富，但是钛品位较低，若直接使用其进行钛工业生产存在效率低、流程长、“三废”量大和成本高等问题。因此，钛铁矿一般都需要预先进行富集。从冶金角度来看，富集钛铁矿的方法有很多，现有技术大多采用烧结合成法，通常采用碳热还原法富集钛铁矿，具体如采用隧道窑或馒头窑为主要还原设备，将钛铁矿与还原剂和脱硫剂进行加热还原，再经冷却粉碎、筛分、磁选而得。但是采用上述设备具有温度难于控制，生产效率等缺点。

为了解决上述问题，现有技术还有采用回转窑炉进行还原钛铁矿的还原，该方法是其是以油气为热源，或者电阻加热烧结辊道窑，将钛铁矿与还原剂和脱硫剂进行加热还原，再经冷却粉碎、筛分、磁选、气流磨掺和而得。例如申请号为200410015172.2的中国专利公开了一种回转窑生产还原钛铁矿的方法，该方法是将原料送入回转窑炉内，在还原氛围下进行加热还原，高温带加热还原的温度为1050℃～1180℃，还原后经冷却、筛分、磁选、撞击风选、掺和而得。

采用现有回转窑炉来还原钛铁矿虽可在一定程度上提高生产的连续性能，但是仍存以下两方面的问题：第一，物料受热不均匀，产品质量不稳定，成品率较低；第二，窑炉工作功率较高，需达250KW·h，耗能较较高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种钛铁矿的还原方法，该方法成品率高，耗能低。

有鉴于此，本发明提供一种钛铁矿的还原方法，包括以下步骤：

以钛铁矿、还原剂和脱硫剂为原料，将所述原料送入微波高温窑炉内依次进行预热、烧结和冷却，然后依次进行粉碎、筛分、磁选和气流磨掺和；

烧结过程中向原料发射频率为2450MHz的微波至所述微波高温窑炉内烧结带的还原温度为600℃～800℃。

优选的，所述所述微波高温窑炉内烧结带的还原温度为700℃～800℃。

优选的，所述烧结的时间为1h～3h。

优选的，所述烧结带微波的功率为9KW/h。

优选的，所述钛铁矿和还原剂的重量比为1∶(0.4～1)。

优选的，所述脱硫剂和还原剂的重量比为(0.04～0.1)∶1。

优选的，所述烧结具体为：将预热后的原料送入烧结保温区，所述烧结保温区设有微波通道，所述微波通道与磁控管相连，烧结过程中，磁控管通过微波通道向烧结保温区的原料发射频率为2450MHz的微波至烧结保温区的还原温度为600℃～800℃。

优选的，所述预热具体为：将所述原料依次送入预热区和升温区，所述预热区的温度为200℃～400℃，升温区的温度为400℃～600℃。

优选的，所述冷却的方式为水冷。

本发明提供一种钛铁矿的还原方法，该方法采用微波高温窑炉，在烧结过程中向原料发射频率为2450MHz的微波，由于钛铁矿原料是良好的吸波材料并且其能与频率为2450MHz的微波发生耦合。因此在上述微波的作用下，原料能够迅速的由内向外快速吸收微波能量，保证材料整体均一发热，提高了原料受热的均匀性，使钛铁矿充分参与还原反应，有利于提高产品的品位；此外，此种加热方式能使原料在短时内达到还原反应所需温，进而缩短生产周期的同时降低了能耗。因此，采用本发明提供的方法制备钛铁矿具有产品成品率高，能耗低的特点。实验证明，采用本发明提供的方法还原钛铁矿能够节省电能50％～70％，产品成品率达到90％以上。

附图说明

图1为本发明实施例采用的微波高温窑炉结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种钛铁矿的还原方法，包括如下步骤：

以钛铁矿、还原剂和脱硫剂为原料，将所述原料送入微波高温窑炉内依次进行加热、烧结和冷却，然后依次进行粉碎、筛分、磁选和气流磨掺和；

烧结过程中向原料发射频率为2450MHz的微波至所述微波高温窑炉内烧结带的还原温度为600℃～800℃。