[发明专利]一种含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置及分选方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿石分选技术领域，具体涉及一种含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置及分选方法。

背景技术

目前，全球有三十多个国家拥有钛资源，主要分布在澳大利亚、南非、加拿大、中国和印度，加拿大、中国和印度大多是岩矿，澳大利亚、美国则基本是砂矿。在全球钛资源储量中，钛铁矿约占94％，其余是金红石矿。中国的钛铁矿储量约占全球钛铁矿储量的27.80％，澳大利亚金红石储量约占全球总量的50％。钛由于其优异的性能已成为工程技术及高科技领域中的关键及支撑性材料，有望成为继铁、铝之后崛起的“第三金属”，有人甚至将21世纪称为是“钛的世纪”。

我国钛铁矿主要以原生钛铁矿为主，占资源总量的94.5％，钛砂矿资源约占3.6％；脉石矿物主要为高岭石、石英、辉石、绿泥石等。钛产业链由钛矿开采、海绵钛生产、熔铸钛锭、钛材成型、钛材应用和废钛回收等环节构成一个循环体系。钛工业的大体流程是以钛铁矿或金红石为原料经过多道工序生产出高纯四氯化钛，再用镁作还原剂将四氯化钛中的钛还原出来，最后以海绵钛为原料生产钛材和钛粉。据TMZI统计，全球90％的钛精矿被用来生产钛白粉、4％用在生产海绵钛、6％用在钛焊条等其他方面。

铬是重要的战略物资之一，是冶炼不锈钢的重要原料，在冶金、化工和耐火材料等领域具有广泛的应用。铬铁矿矿床一类主要产于以斜辉辉橄岩为主的纯橄岩-斜辉辉橄岩型镁质岩体中，该部分矿床中Cr₂O₃含量较高(>20％)；另一类主要产于以纯橄岩为主的纯橄岩-单辉辉石岩型岩体中，该部分矿床多为贫矿(Cr₂O₃含量约5％-20％)。

目前，对于含有铬铁矿的钛铁矿矿石类型资源，由于钛铁矿和铬铁矿的物理化学性质相近，采用常规的重选、磁选以及磁-重联合等选矿方法均不能获得理想的钛铬分离效果。当钛精矿中Cr₂O₃含量大于0.3％时将导致氯化钛白生产无法正常进行；如果铬铁矿精矿中钛铁矿含量过高，也将影响后续冶炼产品的质量。美国专利“从钛铁矿中排除铬铁矿杂质的方法”及中国专利“一种含有钛铁矿和铬铁矿矿石的分离方法”均提出了采用流态化技术进行钛铁矿的氧化焙烧工艺，但焙烧时间均在10分钟以上，“一种含有钛铁矿和铬铁矿矿石的分离方法”申请保护的氧化焙烧时间甚至高达1-1.5小时，焙烧时间较长，分选成本过高。

为此，研发一种焙烧时间短、生产成本低的铬铁矿和钛铁矿分离的装置及利用该装置进行钛铬分离的方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种焙烧时间短、生产成本低、生产效率高、能耗低、产品质量好的含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置及分选方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置，包括焙烧单元、余热回收单元和除尘单元，所述焙烧单元包括旋风预热器、焙烧炉和集料器，所述旋风预热器的排气口与所述除尘单元的进气口连通，所述旋风预热器的出料口连通至所述焙烧炉的进料口，焙烧炉的出料口连通至所述集料器的进料口，所述集料器的出料口与所述余热回收单元的进料口连通。通过在焙烧炉的前段设置旋风预热器，通过旋风预热器将含有铬铁矿和钛铁矿矿石预先进行预热，充分预热后的矿石再进入焙烧炉中实现钛铁矿的氧化焙烧，直接在流化态下进行焙烧有效提高了物料的传热传质效果，提高了氧化反应的速度，在30s-180s内即可完成钛铁矿的磁性转化，大大缩短了焙烧时间，节省了生产成本。

作为对上述技术方案的进一步改进：

优选的，所述旋风预热器的级数为2-3级，上一级旋风预热器的进气口与下一级旋风预热器的排气口通过提升管道相连。采用多级旋风预热器，经多级旋风预热后的物料温度达到600℃-800℃。

优选的，所述余热回收单元包括旋风冷却器和流化床冷却器，所述旋风冷却器的进料口与所述集料器的出料口连通，集料器与旋风冷却器连接的管道上设有一密封阀，所述旋风冷却器的出料口连通至所述流化床冷却器的进料口。余热回收单元采用多级旋风冷却器和流化床冷却器，经焙烧后的物料先在旋风冷却器内采用空气进行冷却，后在流化床冷却器内采用空气+水再次进行冷却，换取的热量可进行回收利用，实现了焙烧矿余热的充分利用，有利于进一步降低工艺成本。