[发明专利]一种微波加热与流态化浸出联合制备人造金红石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人造金红石的制备方法，具体的说是一种微波加热焙烧与流态化浸出联合制备人造金红石的方法，属于钛冶金领域。

背景技术

金红石对提高焊接材料的引弧性能、电弧稳定、焊接成形等综合性能有显著的促进作用，在焊接过程中形成熔渣后可以保护熔滴金属和焊接熔池，改善焊缝成形性能。金红石本身是特种焊接材料必须的原料之一，是特种焊接材料行业的“必备粮”，却只出产于少数西方国家。因此，国家把金红石列入我国严重依赖国外资源的14种战略储备矿种之一。传统电炉熔炼钛铁矿制备出来的富钛料一般含TiO₂以重量计60%-75%，钙、镁含量可达4%～7%。而氯化法生产钛白要求原料中TiO₂的含量>90%，且CaO+MgO<1.5%。

微波冶金是一种新型的绿色冶金方法，其原理是通过微波在物料内部的介电损耗直接将冶金反应所需能量选择性地传递给参加反应的分子或者原子，在足够强度的微波能量密度下，其原位的能量转换方式使得物料区得到快速的能量积累，通过利用矿物电磁性能的差别，是矿石中的脉石不被直接加热，从而造成多元多相复杂矿石体系的温度在微观上的不均匀分布，使有用矿物与脉石界面之间产生热应力，促进有用矿物与脉石的解离，增大有用矿物的有效反应面积，促进界面之间产生热应力，促进有用矿物与脉石之间的解离，增大有用矿物的有效面积，促进界面化学反应，加速反应过程中的扩散速率。

CN101787432A公开了一种以高钛渣制备酸溶性钛渣的方法，包括配料、高温矿相重构改性、冷却磨细、硫酸浸出四个步骤，在高温矿相改性中，采用常规电阻加热，能耗高，且煅烧时间长，并且不能有效降低高钛渣中杂质的含量。CN 100455683C公开了一种用电炉钛渣制取富钛料的方法，该方法提出一种酸碱联合浸出法，得到的二氧化钛品位在90%以上，该工艺采用高压设备，投资成本较高，技术操作难度大，不利于工业生产。

为了解决现有技术中所存在的一些技术缺陷，本发明在总结现有技术的基础上经过大量的实验和结果分析，完成了本发明。

发明内容

要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种人造金红石的制备方法。该方法工艺条件温和，能耗较低，副产物较少，符合节能减排与能源清洁的要求。

技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种人造金红石的制备方法。

该制备方法的步骤如下：

A、改性处理

按照酸溶性钛渣与改性剂质量比为1:0.4~0.6，将酸溶性钛渣与改性剂混合均匀，然后在微波功率3.0~6.0kw、微波频率2350~2550MHZ与温度750℃~950℃的条件下进行微波辐照处理1h~3h，得到一种改性酸溶性钛渣；接着

B、流态化浸出

将加热后的酸形成流态化浸出床，然后将步骤A所得到的改性酸溶性钛渣加入所述的流态化浸出床，在浸出反应时间为4h~8h的条件下进行浸出反应，再进行过滤、洗涤与干燥，得到一种酸浸渣；

C、微波煅烧

让步骤B得到的酸浸渣在微波功率3.0kw~6.0kw、微波频率为912MHZ~918MHZ与温度800℃~1000℃的条件下进行微波煅烧1~2h，得到所述的人造金红石。

根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述酸溶性钛渣是以重量计TiO₂含量为75%以上、SiO₂为8.3%以下、MgO为1.8%以下与CaO为0.4%以下的钛渣；所述酸溶性钛渣的粒度是-100目为以重量计80%以上。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的改性剂是一种或多种选自磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、磷酸的改性剂；所述的改性剂的粒度是-200目，磷酸的浓度为85%。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述改性酸溶性钛渣的粒度是-160目为以重量计80%以上。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述改性处理时间为1h~3h。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的无机酸是硫酸或盐酸。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述无机酸水溶液的浓度是以重量计15~30%。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的流态化酸浸除杂在温度为90℃~110℃的条件下进行。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述人造金红石的纯度是以重量计91%以上。