[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

说明书

发明简介 

本发明涉及一种从锐钛矿机械精矿(mechanical concentrate)获得具有低稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，该方法包括下述操作： 

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，天然气或者任何碳基还原剂，如：冶金焦炭、木炭，石油焦炭，石墨，其它，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； 

低强度，无磁性部分的高强度、高梯度磁性分离(4)，在辊式或圆筒式稀土永磁体中，利用具有10000至15000高斯磁场强度的分离器提取硅酸盐、二代磷酸盐、独居石、钙锆钛矿(calzirtite)、钛锆钍矿(zircolinite)以及包含铀和钍的矿物； 

高强度、高梯度分离的磁性部分在搅拌槽或者流化床柱内的浸出(5)，使用20-25％w/w HCl溶液，固液比为1/2w/w，温度为90℃至107℃，浸出中的停留时间为2至4小时，达成了富含铁、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(主要为锂、钠和钾)，碱金属碳酸盐(主要为锂、钠和钾)，磷酸(H₃PO₄)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(HCl)溶液，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(H₂SO₄)溶液，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，二次浸出产物的干法、高强度、高梯度磁性分离(8)，在辊式或圆筒式稀土永磁体中，分离器(10000至15000高斯)除去磁性部分，回收非磁性部分作为最终产品(P)，其被称为，期望的人造金红石。 

发明内容

本发明涉及一种方法，该方法包括提供合适的钛精矿作为原料用于钛白粉制造中的氯化过程，该钛精矿由锐钛矿精矿通过机械精矿方法获得。 

在巴西的Minas Gerais和Goias州的被称为碱性管道(alkalinepipes)的地方，存在广阔的钛矿储备。然而，在巴西的储备中现存矿物的形式为锐钛矿，而不是更加常见的别处发现的金红石和钛铁矿。至今为止，产品的技术规则和规定的一些限制已经阻碍了巴西锐钛矿储备的工业开采，在这些限制中，在最终精矿中的所含杂质的高含量尤为突出，该含量超过了钛白粉制造中的氯化过程的规定。最为显著常见的杂质为碱土元素，稀土元素和包含铀和钍的矿物。值得强调的是，现在TiO₂颜料产品代表含钛原料的最大工业应用。 

为了克服上述困难和获得商业价值的基于锐钛矿的产品，已经提出了一些方法，然而，该方法存在许多缺点，不是因为它们没有提供适合于市场规定的回收，就是考虑到单元操作需要的高成本。 

因此，本发明的一个目的就是提供富集锐钛矿机械精矿的方法，由此获得具有低稀土和放射性元素含量的人造金红石。结果，获得了一种高质量并且制造成本低于与传统方法流程相关的成本的产品。 

附图说明

根据以下附图，对本发明进行说明。 

图1表示了富集锐钛矿机械精矿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流程图； 

图2表示了图1中所举例说明的流程图的变形，表示了富集锐钛矿机械精矿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流程；