[发明专利]人造金红石的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及人造金红石的生产方法，属于化工领域。

背景技术

钒钛磁铁矿在世界上的储量很丰富，我国的储量名列前茅，如攀西地区储量就达百亿吨，其钛资源总储量居全国之首。钒钛磁铁矿是一种多元素的共生矿，它的组成随产地不同有一定差别，矿中含铁(在矿中以铁的氧化物形式存在)量一般在30～34Wt％左右，其主要用作提铁、钒、钛的原料。矿石经过破碎和选矿获得铁(钒)精矿，选铁的尾矿用于回收钛精矿。钛精矿经过处理得到钛渣，钛渣可以用来生产钛白或人造金红石。

目前，现有的人造金红石主要是利用钛渣为原料，但其生产工艺都较为复杂。如：专利号为5,830,420的美国专利，公开了将氧化焙烧和还原焙烧后的钛渣在不小于125℃，0.3445MPa～0.4823MPa下用无机酸酸浸，酸浸产物经洗涤或洗涤、碱浸后，在600℃～800℃煅烧得到高品位TiO₂的方法。该方法所用原料为TiO₂含量大于80wt％的高钛渣，其酸浸过程是在高温高压下进行的，能源利用率低，劳动强度大，对设备要求高，难以进行连续化生产，而且该方法的煅烧温度也过高，不利于能源节约。

我国攀枝花地区的钛精矿属于原生钛铁矿，以偏钛酸铁(FeO·TiO₂)晶格为基础，含有镁、锰、铝、钒等氧化物杂质固溶体。这种矿通过选矿手段进一步提高TiO₂品位受到一定的限制，过分追求TiO₂高品位的生产成本也过高。目前攀枝花钛精矿的TiO₂品位一般都在46～47Wt％左右。该矿的非铁杂质含量较高，一般都在10～15％左右，矿中的氧化镁和氧化钙的合量一般都大于5％，用选矿或火法冶金不易除去。如果采用电炉熔炼这种钛精矿，获得的含高钙镁的低品位钛渣(TiO₂含量在70～80Wt％)，这种钛渣适合作为硫酸法生产钛白的原料；如果采用还原锈蚀法处理这种原生钛铁矿，也可以获得含高钙镁的低品位人造金红石(TiO₂含量在80Wt％左右)。但这两种方法生产的人造金红石的品味太低，且钙、镁含量高，无法满足高品味人造金红石的要求。

发明名称为：以低品位原生钛铁矿为原料制高品位人造金红石的方法，申请号为03136052.1的中国专利，公开了原矿经弱氧化处理，弱氧化矿采用盐酸加压浸出法将矿中铁、钙、镁、铝和锰等可溶性杂质浸出，通过采用选矿方法将矿物中脉石选出，最终获得高品位人造金红石的方法。但该方法存在如下缺陷：1、该方法采用加压浸出，对设备要求高，产能低，极难实现连续生产；2、人造金红石浸出工序细粒化问题未能很好控制；3、母液中细粒级人造金红石需要加入絮凝剂才能回收细料级人造金红石，过滤困难；4、浸出时间较长，浸出液固比较大；5、煅烧温度高，能耗较大。

因此，本领域目前迫切需求一种生产连续性好、能耗低、污染小且能以高钙镁的原生钛铁矿为原料生产出高品位(即金红石二氧化钛的含量达到90％左右或更高)人造金红石的方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种生产连续性好、能耗低、污染小的以高钙镁的原生钛铁矿为原料生产出高品位人造金红石的方法。

本发明人造金红石的生产方法，包括如下步骤：

a、钛精矿于800～1100℃氧化焙烧，然后于600～900℃还原焙烧；

b、浓度18～24％的盐酸常压下浸取还原焙烧后的钛精矿；

c、洗涤、过滤；

d、收集滤饼煅烧即得。

上述a步骤中的钛精矿是高钙镁的原生钛铁矿石用常规方法经过破碎、选矿、尾矿回收而得。

上述a步骤氧化焙烧时所用的氧化剂可以为氧气或含有氧气的气体如：空气等，氧化焙烧时间为30～120min。a步骤氧化焙烧的目的是使钛精矿中的钛的晶型转变为金红石型。氧化焙烧后的气体可以对下一批需要氧化焙烧的钛精矿进行预热，以降低能耗。经过氧化焙烧后，矿石中的铁元素主要以Fe₂O₃形式存在，如果直接用酸浸取，则浸取率很低(约为40％～60％左右)，为了使浸取率提高，需要先将Fe₂O₃还原为FeO(还原后浸取率可以提高到90％以上)。进一步的，上述a步骤还原焙烧时所用的还原剂为还原性气体，如：煤气、氢气等，还原焙烧时间为30～90min。