[发明专利]钛铁精矿直接还原-磁分离脱铁技术

说明书

(一)技术领域

本发明提供一种化学选矿技术，它是钛铁精矿直接还原-磁分离脱铁技术。

(二)背景技术

川西南攀枝花市有特大钒钛磁铁矿，含TiO₂地质储量8.98亿t，占全国钛资源≥93％， 占全球钛资源≥59％。历经半世纪科技攻关，现已可将原矿含磁铁矿、钒铁矿、钛铁矿三大 组分经选矿高效分离回收。对磁铁、钒铁矿冶炼，综合利用都获很高水平，已形成，并正在 形成巨大的经济效益。唯选出钛铁精矿粉脱铁，用以加工生产钛白粉，金属钛及钛合物，仍 尚无理想的技术突破。2007年国产钛白粉近80万t，有70多厂家生产。钛铁精矿脱铁仍＞ 98％用落后、污染大且难治理的“硫酸法”。虽已有公司，可将“硫酸法”排污回收处理，获 再生硫酸和铁粉成功。但投资大，效益差，难推广。

由钛铁精矿人工脱铁获含TiO₂≥85～95％的半成品，叫高钛渣，又叫富钛渣或人造金红 石。是可替代资源全面枯竭的金红石作加工制钛白粉，金属钛及其它钛合物的理想原料。本 发明即以钛铁精矿粉为原料生产高钛渣的新方法。

将钛铁精矿粉，低能耗、低成本、清洁生产下加工成高钛渣，是解决国产钛铁资源丰富 而含TiO₂品位低，含(CaO+MgO)杂质高，难以摆脱“硫酸法”污染难治的根本办法。国内外 已研究并工业化的方案不少，有盐酸法、高压盐酸法、氯化铵法等等，但真正适宜大工业化 生产的，只有电炉熔炼法一种。近年引进几台年产万t电炉熔炼法装置试生产，因攀矿钛铁 精粉含(CaO+MgO)≥6％，渣呈强碱性，特粘，Fe-TiO₂粘度大，分离性能差，若添加稀渣 剂，增加了成本，也使高钛渣品位下降，对综合加工带来困难。更重要，电炉脱铁耗电特高， 产品含TiO₂-吨，耗电2800～3200度，去年全国取消除化肥业以外用电优惠政策以后，电 炉熔炼脱铁，已无利可言，难发展。

中国钛铁精矿脱铁，必须另创新路！

本项发明人，曾学炼钢，在1959年版《炼钢学》课本上有“海绵铁的现代冶炼法”一节， 强调在950～1200℃间低温还原，使氧化铁脱氧成固态海绵状纯铁，可不吸碳。可避免≥1200 ℃时铁因吸碳成Fe₃C与周围纯铁构成最低熔点1140℃的生铁。在出炉前，再加热到1200～ 1300℃间搅拌下，促使铁质微粒团聚长大成粗铁砂，出炉后马上入水急冷，使铁与TiO₂渣因 膨胀系数相差大产生裂隙，再过球磨，使解离成单体，过磁选分出铁粒与TiO₂渣。该文特别 指出：对于含大量铬或钛的铁矿也有可能利用这个方法来冶炼。——它为本发明指出了方向。 “大炼钢铁”时曾读过二战中，日本人在朝鲜用直接还原法大规模生产过海绵状铁粒的报导。 在1983年版，前苏联学者ME.波任等著《无机盐工艺学》下册第40章“矿石的高温氧化的 产物”一章439页下“钛铁矿脱铁的方法”一章中，就谈到直接还原氧化铁成纯铁，用磁分 离法脱除TiO₂渣中之铁的描写。但仅仅提及原理而已，几十字的概述，至今尚未查到有价值 的产业报导，未见有与本法一致的相关专利公开。

(三)发明内容

本发明内容是：

1、钛铁精矿粉用氢气、或天然气、人造煤气，也可用焦粉、煤末、燃油、油渣作还原剂， 入炉(沸腾炉、回转炉或其它炉子均可)，控制温度在950～1200℃之间直接还原成固态海绵 铁和TiO₂渣。

2、还原好料，出炉前加热到1200～1300℃间，强搅拌下使铁微粒与TiO₂渣，分别团聚 长大后出炉入水急冷。

3、捞出水冷料经充分球磨使铁粒与TiO₂渣分成单体。

4、球磨好料过磁选机，分出铁砂和TiO₂渣，对铁-TiO₂不易分之料返回1200～1300℃ 炉内再加热，搅拌处理。

5、获TiO₂渣，以含FeCl₃水溶液洗除残铁及溶解Mg、Ca、Al等氧化物后，水漂洗甩干 含水，热风干燥获高钛渣产品，含TiO₂≥85～95％间即主产品。洗水氧化再生，不赘述。

(四)技术实施

技术实施：