[发明专利]一种钛铁氧化矿的选矿富集工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及一种将钛铁氧化矿通过选矿的方法来实现其物相组成分离并富集的新工艺，该具体过程是利用可控深度还原先将钛铁氧化矿中的钛物质转变成碳氧化钛或碳氮氧化钛等富钛相成分，再将此富钛相还原产物进行破碎、粗选以及选择性浮选，以此来实现碳氧化钛或碳氮氧化钛与渣相脉石成分的高效分离，最终得到的高品位富钛相物质可供现有的一些炼钛工艺作为原料进行金属钛的冶炼或钛产品的生产。

 

背景技术

钛铁氧化矿，如我国攀西地区、河北承德地区的钒钛磁铁矿，其储量丰富、资源巨大，目前主要应用于大规模工业化炼铁生产。现有炼铁生产流程主要采用碳热还原法制铁的工艺路线和工艺条件，即通过高炉或电炉冶炼环节将钛铁氧化矿中的铁还原成铁水，以此作为后续炼钢环节中的主要原料，而在此冶炼过程中，伴随着会产生大量的副产物废渣，因炉料和冶炼技术水平的差异，一般炼铁过程的渣铁比为0.3-1.0（即产出1吨铁时最高能同出1吨渣）。数量如此巨大的废渣，由于其较难处理，在我国一般被加工成水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和矿渣珠等经济价值较低的建材用料。废渣中包含了大量的富钛矿相，富含了20%以上的钛矿物（以TiO₂计），这一我国特有、储量巨大的二次钛资源基本上随着渣一起堆弃存放或廉价处理，一直以来无法得到高效的综合利用。显然，这对我国丰富、特殊的钛资源造成了巨大的浪费。

如何对现有的生产工艺流程进行改进或对产生的含钛渣进行充分有效的利用，对我国钛资源高效利用问题的进一步解决具有重大意义。围绕这些问题目前已经开展了很多积极的探索和研究工作，其中采用氯化法、硫酸法来回收其中的钛是较具工业开发价值的工艺路线，但是由于作为原料的钛渣中含钛品位较低，脉石成分居多，使得直接采用此两种方法进行处理时，会出现整个处理过程中物流量巨大，导致大量消耗原辅材料，因此从技术的经济成本角度来考虑，会发现这些工艺并不划算。不仅如此，现有工业上利用以上两种方法来回收处理钛渣，还存在着钛回收利用率不高、大量钛资源被废弃、环境污染等问题。

 

发明内容

本发明公开了一种新工艺方法，可显著改善现有钛铁氧化矿处理方法中对钛提取利用较低的现状，可明显提高对其中钛资源的利用效率。本发明公开的核心技术在于采用合适的热还原预处理工艺，以及利用合适的浮选药剂采用浮选方法来实现钛铁氧化矿中钛成分的分离和富集。该核心技术主要包括浮选药剂的选择和搭配、为了方便浮选药剂分离效果的发挥而需进行的矿物预处理加工工序包括可控碳热还原、破碎筛分等相关的浮选工艺实施所需匹配的合适工艺技术。

本发明的技术方案如下：一种钛铁氧化矿的选矿富集工艺，具体包括以下步骤：

步骤1.含钛渣原料的预处理:

将含钛渣原料在振动磨中首先进行破碎，把得到的颗粒原料放入球磨罐中，通过配碳量计算加入足量的石墨粉，以保证后续过程的深度还原，配料完毕后，将球磨罐放入行星式球磨机中，球磨2~8小时,将球磨得到的均匀细化粉末按固液比20-40:1加入水，并在压块机中压制成型；

步骤2.选择性还原过程：

将步骤1压制得到的成型块体料放入石墨坩埚中，并置于高温炉内，可保持炉内处于敞开空气气氛或持续充入氩气使整个环境处于流动气氛中，缓慢升温至1200~1700℃，保温2~8小时，待其冷却至室温后即可取出还原产物，因控制气氛、温度等条件的不同，最终会使原料中的钛组分还原成碳氧化钛或碳氮氧化钛等富钛相物质；

步骤3.还原产物的分散及磁选：

将步骤2得到还原后得到的块体产物利用振动磨、球磨机等进行破碎、湿磨、细化工序，得到平均粒径为-200目~ +400目的粉末料，将该湿化粉磨料置于超声仪器中进行超声分散，超声处理时间为30~60分钟；最后，利用可处理环形循环流动原料的磁选设备进行磁选分离，该步骤主要是为了除去掺杂于料中的铁相组分，降低对后续分选环节的不利影响；

步骤4.浮选料的处理：

将上述步骤处理完毕后的料加水进一步进行调浆处理，再加入pH调整剂进行浮选料表面电位的调节，控制溶液pH值至1~5，将浮选药剂按20~100mg/g浮选料的比例加入浮选设备中，搅拌混合3~5分钟，备用；其中，所述浮选药剂为黄药、水杨羟肟酸、月桂酸、环烷酸、塔尔油、曲拉通X-100、六偏磷酸钠或油酸及其它脂肪酸或油酸钠及其它可水溶性盐中的一种或多种；

步骤5.浮选分离过程：