[发明专利]一种钛铁矿盐酸浸出制备人造金红石的工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种钛铁矿盐酸浸出制备人造金红石的工艺。

背景技术

金红石具有耐高温、耐腐蚀、高强度、比重小等优异性能，被广泛用于航空、航天、机械、化工、海水淡化等行业。目前，我国金红石年生产量仅数万吨，而需求量已达百万吨以上，供应量严重短缺，因此绝大部分金红石原料依赖于国外进口，价格十分昂贵，从而导致国内相关企业在国际竞争中处于不利地位。随着天然金红石产量日渐枯竭，可利用的高品位天然金红石的供应量急剧下降，而且这种趋势将持续较长的时间，人造金红石是在成分上和结构性能上与天然金红石相同的富钛料，是天然金红石的优质替代品，可以作为主要原料用于氯化法钛白，四氯化钛以及金属钛的生产过程中，以缓解当前原材料短缺的危机。我国云南省尤其是昆明周边地区的钛精矿属于原生钛铁矿，其主要以偏钛酸铁(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。目前世界上生产人造金红石比较成熟的工艺有还原锈蚀法、硫酸法和盐酸法。

其中，还原锈蚀法是一种选择性除铁的方法，首先将钛铁矿中铁的氧化物经固相还原为金属铁，然后用电解质水溶液将还原钛铁矿中的铁锈蚀并分离出去，使TiO₂富集成人造金红石，该方法具有人造金红石产品粒度均匀、颜色稳定、“三废”易治理的特点，但仅适宜处理高品位的钛铁砂矿；硫酸法主要对高品位氧化砂矿进行还原焙烧，经过浓度为22～23％钛白废酸加压浸出溶解矿中的铁等杂质，然后采用过滤洗涤和煅烧工序后，从而使得TiO₂富集，该方法不但可除去矿中的铁，还可部分除去钙、镁、铝和锰等可溶杂质，还可以利用硫酸法钛白生产厂的废硫酸，降低成本，但该方法只适宜于处理高质量的钛铁精矿，如果钛铁精矿品位较低，则会使工艺过程变得复杂，并会降低产品的质量，同时三废量大，副流程复杂。盐酸法通过盐酸加压浸出，浸出速度快，除杂能力强，能除铁，还可除钙、镁铝和锰等杂质，可获得高品位的人造金红石，但钛铁矿精矿加压盐酸浸出法制备人造金红石在我国仍无大规模成功应用于工业的先例，主要原因之一是浸出过程中物料大量粉化的问题。

因此，本领域目前迫切需要一种生产连续性好、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、低粉化率人造金红石的工艺。

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、污染小且能以高钙镁的原生钛铁矿为原料生产出高品位、低粉化率人造金红石的工艺。

本发明采用的技术方案如下：

一种钛铁矿盐酸浸出制备人造金红石的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，钛铁矿配入炭质还原剂进行混料，炭质还原剂加入的质量为钛铁矿质量的2％～12％；配入之后需使炭质还原剂与钛铁矿充分混合均匀，使还原焙烧时炭质还原剂能与钛铁矿充分反应；

步骤(2)，对经步骤(1)配入还原剂的钛铁矿进行还原焙烧，焙烧温度为600-900℃，焙烧时间为30～120min；

步骤(3)，还原焙烧后的钛精矿在搅拌条件下进行盐酸加压浸出，其中，加压浸出所采用的盐酸质量浓度为15～25％，盐酸与还原焙烧后的钛精矿的液固比为6:1～10:1，加压浸出的温度为120～160℃，加压浸出的时间为6～12h；

步骤(4)，将经步骤(3)加压浸出得到的物料进行过滤，取滤渣，用质量浓度1～2％的稀盐酸洗涤滤渣至滤液无色，以防止滤渣夹带杂质；

步骤(5)，收集经步骤(4)洗涤后的滤渣，烘干后在800～1000℃下煅烧1～4h，获得人造金红石；

步骤(6)，对步骤(4)过滤得到的滤液以及洗涤后的洗涤液进行蒸馏再生，获得的盐酸返回步骤(3)的加压浸出工艺中使用。

进一步，优选的是，步骤(1)采用的炭质还原剂为石油焦、活性炭、乙炔黑和煤粉中的一种或几种的组合。当为组合物时，各组分间的比例不做要求；所述的钛铁矿为品位为45～52％的钛铁矿。

进一步，优选的是，步骤(2)所述的焙烧采用气氛炉密闭焙烧。

进一步，优选的是，步骤(3)所述的搅拌的转速为300～500r/min。

进一步，优选的是，步骤(5)所述的烘干温度为70～90℃，时间为9～12h。

进一步，优选的是，步骤(5)所述的煅烧在马弗炉中进行。