[发明专利]一种钛铁矿转型精制除杂的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金化工领域，具体涉及一种钛铁矿转型精制除杂的方法。

背景技术

钛铁矿分砂矿和岩矿。砂矿是钛铁矿的原生矿经风化、蚀变后，在河滩、海滨形成的次 生矿，这类钛铁矿的杂质含量少，品位高，但其储量相对较小，而钛铁矿的岩矿则主要是从 钒钛磁铁矿磁选尾矿中富集得到的钛铁精矿，产量大，但其品位相对较低，其中钙、镁、铝、 硅等杂质含量高，难以用来制备用于生产TiCl₄的富钛料。因此，人们对钛铁矿精制除杂进行 了大量的研究，其中能用于工业生产的方法主要有：还原锈蚀法、酸浸法、电炉熔炼钛渣升 级法。还原锈蚀法是先将钛铁矿在1000-1200℃的高温下还原，然后用盐酸或氯化铵溶液浸 出其中的CaO、MgO等杂质，锈蚀过程形成大量的赤泥和废水。酸浸法主要用盐酸加压浸出 钛铁矿制备人造金红石，酸浸法适合处理各种类型的矿物，但同样在处理过程会产生大量的 废水和废渣。电炉熔炼钛渣升级法就是在电炉熔炼钛渣法的基础上,结合酸浸法进一步除去 MgO、CaO等杂质,提高钛渣品位。这些除杂方法的本质都是通过酸浸除去MgO、CaO等碱 性杂质，而对钛铁矿中SiO₂的脱除却无能为力。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提出的一种钛铁矿转型精制除杂的方法。

本发明一种钛铁矿转型精制除杂的方法，包括下述步骤：

第一步：氧化转型

以碱金属的盐及其碱或以碱金属的碱作钛铁矿氧化转型的介质，在氧化剂的作用下，于 160～600℃，使其中的铁由Fe(II)转化成Fe(III)后，澄清得上清液和底泥，上清液返回钛铁矿 氧化转型工序继续使用，底泥用于钛铁矿精制除杂；

以碱金属的盐及其碱作氧化转型介质时，定义为介质M；

以碱金属的碱作氧化转型介质时，定义为介质N；

第二步：水浸除杂

第一步所得底泥按体积比1:1-6直接加入水中或冷却后加入水中，25～125℃搅拌浸出 0.5-3.5h，过滤，得水浸液和转型钛铁矿；

第三步：酸浸除杂

第二步所得转型钛铁矿按固液比1:1-10g/ml先加水搅拌，再加酸调pH至2-5，0-100℃ 搅拌0.5-4.5h，浸出其中的钙、镁等杂质，过滤，得精制钛铁矿和酸浸液，所得精制钛铁矿用 于生产富钛料，所得酸浸液用于综合回收有价元素。

本发明一种钛铁矿转型精制除杂的方法，第一步中，

以介质M进行氧化转型的过程为：

将粒度≤80目的钛铁矿与介质M按质量比1:0.5-10混合，加水或加热使介质M变成溶 液或熔体，常压160～600℃反应0.5-6h，使钛铁矿中的铁由Fe(II)转化成Fe(III)；

所述介质M中，碱金属盐至少包括作为氧化剂的碱金属的硝酸盐或/和亚硝酸盐；

以介质N进行氧化转型的过程为：

将粒度≤80目的钛铁矿粉与介质N按质量比1:1-10混合，加水或加热使介质N变成溶 液或熔体，通入氧气或空气，160-600℃常压或加压氧化0.5-5h，使钛铁矿中的铁由Fe(II)转 化成Fe(III)。

本发明一种钛铁矿转型精制除杂的方法，第一步中，

介质M中的盐是由碱金属的硝酸盐或/和亚硝酸盐与选自碱金属的氯化物、氟化物、碳 酸盐、硫酸盐中的至少一种构成的混合物；

且介质M中，碱金属的氯化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐的质量之和占介质M质量的 0-10％；

介质M中的硝酸盐与亚硝酸盐的质量比为1:0-10，硝酸盐加亚硝酸盐与碱金属的碱的质 量比为1:0.1-10；

介质N中的碱由氢氧化钠或/和氢氧化钾组成；

介质M或介质N的溶液的沸点≥160℃；介质M或介质N的熔体的熔点为130-450℃。

本发明一种钛铁矿转型精制除杂的方法，所述硝酸盐优选硝酸钠或硝酸钾，亚硝酸盐优 选亚硝酸钠或亚硝酸钾。

本发明一种钛铁矿转型精制除杂的方法，第二步得到的水浸液，按以下方法回收其中的 盐或碱：

往介质M转型-水浸得到的水浸液中先通入氧气或空气常压或加压氧化，使其中的亚硝 酸盐转化成硝酸盐后，再加入含钙化合物净化除杂，然后蒸发浓缩回收其中的盐和碱，所得 盐和碱返回第一步循环使用；或