[发明专利]含钛高炉渣中钛元素的选择性富集长大分离方法

说明书

本发明公开的是冶金技术领域的一种含钛高炉渣中钛元素的选择性富集长大分离方法，包括以下步骤：将含铁焦炭与含钛高炉渣均匀混合并压块；将块状物料放入加热炉中进行高温处理；取出块状物料进行破碎研磨；对得到的粉末进行磁选，选出的含铁粉料即为富集TiC的精渣。本发明利用TiC晶粒容易在铁粒周围富集长大的特点，预先通过含铁焦炭使含钛高炉渣中95％左右的Ti元素选择性地以TiC的形式在铁粒周围富集长大，得到的Fe‑TiC结合体平均粒径可达230μm左右，为进一步进行磁选分离创造了条件，选分后的精渣TiC含量可达25％～30％，Ti元素的回收率可达80％～90％，进而可以有效地增大TiC与氯气接触的机会，促进氯化反应的发生，同时减少反应中氯气的消耗，最终提高氯化效率。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种含钛高炉渣中钛元素的选择性富集长大分离方法。

背景技术

为了提取含钛高炉渣中的钛，国内许多研究机构开展了相关研究，目前来看，含钛高炉渣“高温碳化一低温氯化制取TiCl₄及建筑材料”的工艺是最具产业化前景的技术路线之一。而目前，在含钛高炉渣“高温碳化一低温氯化制取TiCl₄及建筑材料”的工艺中，存在碳化过程中焦炭上浮现象严重，碳化渣成品中TiC的品位不高，TiC颗粒的粒径较小(只有几个到十几个微米)，导致了低温氯化工艺中氯化效率不高的结果。如果能预先提高碳化渣成品中TiC的含量，将大大提高反应效率。目前有研究表明，在高炉钛渣中加入适量Fe₂O₃对Ti(C,N)的生成总量影响不大，但先期还原得到的金属铁可以充当Ti(C,N)的生长核心，能有效促进Ti(C,N)晶粒的形成以及团聚长大。但当Fe₂O₃的加入量增加到10％时，Ti(C,N)晶粒团聚体平均尺寸也只能达到7.4μm左右，其粒径不能达到选矿的要求，也就无法提高碳化渣中的TiC含量。

发明内容

为克服现有碳化渣成品中TiC的品位不高，粒径小，导致低温氯化工艺中氯化效率不高等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可使含钛高炉渣中钛元素选择性富集长大并从高炉渣中分离出来的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

含钛高炉渣中钛元素的选择性富集长大分离方法，包括以下步骤：

A、将含铁焦炭与含钛高炉渣按质量比1:2.5～3均匀混合；

B、对混合物料进行压块；

C、将块状物料放入加热炉中进行高温处理，先加热到1400～1600℃，然后保温，最后冷却至室温；

D、取出块状物料，对块状物料进行破碎研磨；

E、对得到的粉末进行磁选，选出的含铁粉料即为富集TiC的精渣。

进一步的是，步骤A中的含铁焦炭的制备方法包括以下步骤：

a、将焦煤与铁粉按质量比1:1～1.5均匀混合并研磨；

b、对研磨后的粉料进行压块；

c、将块状物料放入加热炉中进行高温处理，先加热到1000～1200℃，然后保温，再冷却至室温；

d、取出块状物料进行破碎研磨，得到含铁焦炭粉料。

进一步的是，在步骤a中，焦煤与铁粉的混合料颗粒需研磨至60～80μm。

进一步的是，在步骤b中对粉料进行压块时，压力不小于10MPa。

进一步的是，在步骤c中进行高温处理时，在加热炉中通氩气保护，升温速度和冷却速度均为5～10℃/min，升温后的保温时间不小于2h。

进一步的是，步骤d中将块状物料破碎研磨成0.3～0.6mm的铁焦颗粒。