[发明专利]一种全高钛渣制备沸腾氯化炉用小球团料的方法

说明书

本发明公开了一种全高钛渣制备沸腾氯化炉用小球团料的方法，该方法是将细粒高钛渣以及由生物质油、腐植酸钠、氨基酸组成有机粘结剂I和水混合，得到混合料；所述混合料经过细磨后，造球，在造球过程中向混合料中喷加由生物质油、胡敏酸钠、氨基酸和二价以上金属氯盐组成的有机粘结剂II溶液，所得生球团经过干燥和焙烧，即得强度高、钛品位高的沸腾氯化炉用小球团料；该方法解决了难造球高钛渣制备沸腾氯化炉用小球团时存在生球质量差的问题，且具有成本低优势，制备的小球团料用于氯化法钛白粉生产工艺时，可使钛品位提高0.5％以上，生球强度和焙烧球强度均可满足生产要求。

技术领域

本发明涉及一种沸腾氯化炉用小球团料的制备方法，特别涉及一种利用难造块全高钛渣制备沸腾氯化炉用小球团料的方法，属于冶金工程优质炉料制备技术领域。

背景技术

目前，产业化钛白粉生产工艺主要有硫酸法(SP-Surphate Process)和氯化法(CP-Chloration Process)。硫酸法生产工艺产生于18世纪初期，并于18世纪30年代产业化。然而，随着人类环保意识的增强，其存在的环境问题逐渐凸显。20世纪70年代发明的氯化法逐渐取代硫酸法，并且氯化法在工业生产中已占主导地位。

氯化法钛白粉生产工艺主要由三大工序组成：(1)用高品位天然金红石或人造富钛料作原料，采用氯化工艺生产粗四氯化钛；再通过提纯精制获得精四氯化钛。(2)精四氯化钛气相氧化制取二氧化钛。(3)二氧化钛经后处理制取钛白。四氯化钛作为钛白粉生产过程的中间产物，其主要生产方式有熔盐氯化和沸腾氯化，其中沸腾氯化具有生产效率高、成本低、环境污染小、自动化程度高等优点，己成为四氯化钛生产的主流方式。沸腾氯化又称流态化氯化，是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体所表现的特征，因而强化了气固间或液固间的接触过程。

高钛渣是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物的俗称，通过电炉加热熔化钛矿，使钛矿中二氧化钛和铁熔化分离后得到二氧化钛高含量的富集物。高钛渣既不是废渣，也不是副产物，而是生产四氯化钛、钛白粉和海绵钛产品的优质原料。目前，沸腾氯化生产四氯化钛过程是用高钛渣和石油焦在高温下按照一定比例混合制成块状物料，然后在沸腾氯化炉中进行氯化。在沸腾氯化炉中，块状的物料进行氯化过程能耗大、污染大且反应不充分。攀钢集团韩可喜等(CN101649392A)公开了一种钛精矿造球方法和球团粘结剂，可以显著降低冶炼过程中钛品位较低的影响。专利(CN107954472A)公开了一种钛白粉生产工艺，主要包括氯化、氧化和后处理工段，工艺操作简单，成本较低。

上述方法均未提及用高钛渣直接造成沸腾氯化炉用的球团的方法，这是由于高钛渣粒度粗、疏水性极差，难以成球；此外，沸腾氯化炉由于其特殊的气体动力学要求，对入炉球团的粒径进行了严格的限制，入炉料需要控制在较小的尺寸；然而，现有技术难以采用高疏水性的高钛渣准备小尺寸的球团料。因此，开发一种全高钛渣制备沸腾氯化炉用小球团料的方法具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有高钛渣原料在沸腾氯化炉中氯化过程中存在能耗高、易污染、原料利用率低，以及高疏水性高钛渣难以制备小尺寸球团料等技术难题，本发明的目的是在于提供一种利用特殊有机粘结剂以及结合特殊的造球工艺将难造球的全高钛渣制备成高强度、高品位沸腾氯化炉用小球团料的方法，该方法制备的小球团料用于氯化法钛白粉生产工艺时，可使钛品位提高0.5％以上，且生球强度、焙烧球强度均可满足沸腾氯化炉生产要求。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种全高钛渣制备沸腾氯化炉用小球团料的方法，该方法是将细粒高钛渣、有机粘结剂I及水混合，得到混合料；所述混合料经过细磨后，造球，在造球过程中向混合料中喷加有机粘结剂II溶液，所得生球团经过干燥和焙烧，即得沸腾氯化炉用小球团料；

所述有机粘结剂I由生物质油、胡敏酸钠、氨基酸组成；

所述有机粘结剂II溶液含有由生物质油、胡敏酸钠、氨基酸和二价以上金属氯盐组成的有机粘结剂II。