[发明专利]一种攀西钛精矿制备氯化富钛料的方法

说明书

本发明公开了一种攀西钛精矿制备氯化富钛料的方法，依次包括将攀西钛精矿氧化焙烧和选择氯化反应，在攀西钛精矿中加入碱金属盐后进行氧化焙烧，所述碱金属盐的质量为攀西钛精矿质量的5～70％。本发明将攀西钛精矿或钛渣采用碱金属盐进行改性后，提高了攀西钛精矿的活性，将选择氯化反应的体系温度从850～1250℃降低到450～750℃左右，降低了体系的反应温度，避免了钛精矿中的大量二氧化钛在选择氯化反应过程中被氯化，进而造成选择氯化反应后尾气系统负担过重的问题，且同时降低了生产成本；所得的氯化富钛料中TiO₂≥92％，钛的综合收率达到96％以上。

技术领域

本发明涉及一种富钛料的制备方法，尤其是一种攀西钛精矿制备氯化富钛料的方法。

背景技术

2018年以来，随着中国氯化法钛白粉和海绵钛工业产能急剧扩张，氯化富钛料供应紧张的矛盾日益凸显。氯化富钛料是氯化法钛白粉和海绵钛工业重要原料，主要包括高钛渣、天然金红石、UGS渣和人造金红石等，国内外钛白粉和海绵钛生产企业基于成本和生产稳定性原因，一般都将高钛渣和其他几种原料混合搭配使用。目前全球天然金红石已成枯竭之势，而人造金红石、高钛渣生产对钛精矿质量指标要求很高。国内钛资源储量丰富，其中攀西地区资源量超过100亿吨，占全国90％以上，但攀西钛资源属于原生型钒钛磁铁矿，该矿CaO、MgO、SiO₂等杂质含量偏高，将其采用常规的选矿技术得到攀西钛精矿后，用其冶炼的钛渣中TiO₂品位仅能达到70～77％，而MgO+CaO含量高达8～10％，无法用于沸腾氯化，一般只用于技术相对落后的硫酸法钛白粉生产领域，产品质量差，环保压力大，而氯化富钛料需满足如下指标：

目前，采用攀西钛精矿制备氯化富钛料的方法主要采用氧化还原改性-盐酸浸出工艺，但是湿法工艺产品粒度细、副产酸浸母液量大，造成沸腾氯化存在问题及环保压力大。与湿法工艺相比，干法特别是选择氯化法富钛料工艺具有较大优势，氯化法富钛料工艺即用钛铁矿精矿中各组份与氯气的反应能力不同而进行，在800～1250℃温度、有还原剂碳存在的条件下，通过控制配碳量和反应温度，使钛矿中铁氧化物、钙、镁杂质等氧化物组分别优先与氯气反应(氯化反应的顺序为：CaOMgOMnOFe₂O₃FeOTiO₂Al₂O₃SiO₂)，并使生成的杂质金属氯化物挥发出炉，从而实现钛与大部分杂质元素分离达到富集目的，反应完成后的物料经磁选处理除去未氯化的矿料及剩余还原剂，再通过水洗分离出残留杂质氯化物即可得到高品质富钛料产品。该工艺为了提高铁的选择性并抑制钛元素氯化反应，通常在氯化前先对钛精矿进行预氧化焙烧处理。如公开号为CN104640812A的中国专利申请公开了一种氯化法制备富钛料的方法，该方法以钛矿或钛渣等含钛原料为处理对象，在特殊设计的装置中同时进行氧化焙烧和选择氯化反应，充分利用系统热量实现“自热”反应，在减少配炭量和空气量的同时使选择氯化反应持续进行，由于减少了空气量，参与反应的氯气体积浓度更大，与物料接触更为充分，化学反应进行得更彻底，所得样品二氧化钛品位更高。但是长期以来采用氯化法制备可氯化富钛料的原料基本都以杂质含量少的砂矿或冶炼的钛渣为研究目标，攀西钛精矿中CaO、MgO、SiO₂等杂质含量偏高，在氧化焙烧过程中矿中SiO₂易与CaO形成“玻璃相”固溶体，这些“玻璃相”夹杂包裹大量其他物质，在氯化反应制备可氯化富钛料过程中，这些原料中存在的二氧化硅“玻璃相”很难被氯化，会阻止氯化反应持续进行，而CaO、MgO等在氯化后则生成高沸点、低熔点的氯化物，导致物料粘度极大，反应物料结块并破坏沸腾状态，选择氯化难以持续进行。而攀西钛精矿冶炼的钛渣中存在大量的黑钛石(Me₃O₅)相结构，钛、铁、镁、钙等的氧化物交联在一起，结构稳定，在氯化制备富钛料过程中，没有活化能更高的形式进行氯化反应，氯气将与二氧化钛反应生成四氯化钛，提高了氯化过程中的氯气消耗量，为氯气选择性的与钙镁等杂质氯化造成的阻扰，且后续尾气处理系统负担大。

发明内容