[发明专利]用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法

权利要求书

1.一种用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低稀土和放射性元 素含量的人造金红石的方法，所述锐钛矿机械精矿定义为：在处理原 始锐钛矿矿石的过程中采用下述单元操作顺序获得的材料：解体、粉 碎、筛分、磨碎以及在颗粒尺寸为0.074至1.000mm之间的分类，800 高斯和2000高斯强度的磁性分离，其中锐钛矿机械精矿为经过2000 高斯分离后的无磁性部分，其特征在于包括下列顺序的单元操作：

在流化床或回转窑中在400℃至600℃的温度下锐钛矿精矿的煅 烧(1)，持续时间15至60分钟，其中在移除结合水后，水合铁氧化 物转化为赤铁矿，并使接下来的步骤需要的时间缩短；

煅烧产物的还原(2)，在流化床或回转窑内，在400℃至600℃ 的温度，持续时间为5至30分钟，使用还原剂为：氢气或者任何碳基 还原剂，还原的结果为赤铁矿转化为磁铁矿；

还原产物的干法或者湿法低强度磁性分离(3)，在具有永磁体和 圆筒的磁性分离器中进行，磁场的强度范围为600至800高斯，除去 在还原步骤中产生的磁性部分；

从低强度磁性分离获得的非磁性部分的干法、高强度、高梯度磁 性分离(4)，在具有稀土永磁体、磁场强度为10000至15000高斯的 圆筒式或辊式分离器中，提取硅酸盐、二代磷酸盐、独居石、钙锆钛 矿、钛锆钍矿以及包含铀和钍的矿物；

高强度磁性部分在搅拌槽或者流化床柱内的第一次浸出(5)，使 用20-25％w/w HCl溶液，固液比为1/2w/w，温度为90℃至107℃， 浸出停留时间为2至4小时，促进了富含铁、铝、磷酸盐、镁、钡、 钙、锶、稀土元素、铀以及钍的杂质的增溶；

在带式过滤器中对浸出产物进行过滤；

在回转或流化床干燥器中对过滤产物进行干燥；

干燥产物在回转窑或流化床反应器中的氧化(6)，温度范围为 900℃至1200℃，在以下物质的混合物存在的情况下进行：碱金属硫 酸盐、碱金属碳酸盐、磷酸、和最后氯化钠；

在水或压缩空气中对氧化产物进行急冷；

急冷产物在搅拌槽或柱中的第二次浸出(7)，通过如下方法进行 所述浸出过程：使用25.0％w/w的盐酸，固液比为1∶2w/w，温度范 围为90℃至107℃，浸出时间为2至4小时；或者采用55.0％w/w的 硫酸，固液比为1∶2w/w，浸出时间为2-4小时，温度为135℃；

在带式过滤器中对第二次浸出(7)得到的产品进行过滤；

在回转或流化床干燥器中干燥该过滤产物；

最后，第二次浸出(7)产物的干法、高强度、高梯度磁性分离(8)， 在具有10000至15000高斯的稀土永磁体的圆筒式或辊式分离器中进 行，除去磁性部分，回收非磁性部分作为最终产品P，即期望的人造 金红石。

2.如权利要求1所述的用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低 稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，其特征在于：

碱金属硫酸盐主要为锂、钠和钾的硫酸盐。

3.如权利要求1所述的用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低 稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，其特征在于：

碱金属碳酸盐主要为锂、钠和钾的碳酸盐。

4.如权利要求1所述的用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低 稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，其特征在于：

最后的干法、高强度、高梯度磁性分离(8)在氧化步骤(6)之 后进行，除去磁性部分并回收非磁性部分，将非磁性部分导入第二次 浸出(7)。

5.如权利要求1所述的用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低 稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，其特征在于：

在还原步骤之后进行的富含铁、硅酸盐、二代磷酸盐、独居石、 钙锆钛矿、钛锆钍矿以及包含铀和钍的矿物的杂质的分离，是通过按 顺序采用低强度磁性分离(3)和重力分离(9)操作来进行的，其中 重力分离在离心跳汰机中进行。