[发明专利]高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法

说明书

本发明公开了高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法，其特征是：将高磷钛矿和普通钛矿混合而成混合矿，高磷钛矿和普通钛矿的配矿比例计算公式如下：配矿比例=P指标上限/50%*m%。本发明的有益效果是对钛铁矿原料要求低；运行稳定；产品应用性能高。

技术领域

本发明涉及钛白粉生产工艺领域，尤其涉及高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法。

背景技术

钛铁矿(FeTiO₃)是生产钛白粉的核心原料，主要分布在亚洲、大洋洲和欧洲，储量前五位的国家有澳大利亚（28.41%）、中国（26.14%）、印度（9.66%）、南非（7.16%）和肯尼亚（6.14%）。2020年全年中国进口钛矿总量达到301.42万吨，进口数量前三名国家分别为莫桑比克（38%）、越南（15%）和澳大利亚（14%）。虽然钛铁矿总产量呈逐年上升趋势，但是全球钛矿资源市场始终由少数几家寡头公司垄断，国内主要的钛矿公司如攀钢钛业、承德天明等在规模、资源量以及产量等方面都与世界几大垄断供应商相差甚远。

国内钛矿在二十几个省区均有分布，其中原生钛铁矿主要分布在四川攀西和河北承德，钛铁砂矿主要分布在海南、云南、广东、广西等地。整体呈现贫矿多、富矿少，均为多金属共生矿的特点。其中供应量最为充裕的钒钛磁铁矿由于选冶技术的特点，需要大量使用浮选剂来选得钛铁矿，该过程中除磷、除硫步骤的有无，以及是否彻底将直接影响到所选出的钛铁矿中磷元素及硫元素的含量。随着环保意识的不断提高，钛矿供给中再生钛矿的占比不断提高，许多复杂难选的矿石种类乃至硫酸法钛白粉酸解生产尾料也成为选矿的对象。在钛白粉生产成本控制的压力下，越来越多厂家被迫使用曾经被认为“不合适”的钛铁矿进行生产。

磷元素在钛白粉生产中一方面作为颜料调节剂，可以抑制产品中杂质铁的显色，另一方面是作为煅烧时中间产品偏钛酸向金红石型转化的抑制剂。煅烧升温过程中，吸附在偏钛酸表面的磷元素由于空间位阻效应，并不会进入到二氧化钛晶格内部而是形成一道屏障，阻止二氧化钛粒子之间的烧结长大。可以直观地认为,物料中磷含量与煅烧后粒径成反比,即磷含量越高得到的粒子越细。在过去，生产金红石型钛白粉会在盐处理工序中加入0.2～0.4%（H₃PO₄计）磷酸来提高磷含量,但是进入体系后的磷酸几乎难以再分离出来。随着原料钛铁矿中自带的磷元素越来越多，使用高磷含量钛铁矿（后称高磷矿）进行生产不仅不需要额外再添加磷酸,其自带的磷就已经超过生产所需要量。通常认为，钛铁矿中磷含量（P计）不宜超过0.07%。磷含量过高所导致的粒子过细、过硬会造成产品消色力及遮盖力的下降、吸油量增高、体系黏度增大、脆性变差及粉碎等诸多质量问题，严重影响钛白粉品质。

以上现实就产生了这样的矛盾：一方面，厂家由于成本压力会选择磷元素较多的钛铁矿，而钛铁矿中磷含量超标，又会严重影响到产品的性能，因此控制住钛铁矿的磷含量是关键。

如中国发明专利公开号CN1090225A公开了海滨砂矿高磷钛铁矿降磷选矿工艺，将重选后的精矿烘干(晒干)，筛分，用感应辊式磁选机进行磁选，再经过静电高压电选机进行电选，最后得到具有磁性、导电性的低磷钛铁矿精矿，达到了冶炼工业要求标准。该工艺是针对单一的高磷钛铁矿，是一种后处理方法，并不能提前控制磷含量，而且该工艺是高磷钛铁矿供应商针对特定种类钛铁矿进行磷含量控制,对于钛铁矿使用方即钛白粉生产厂家并无指导意义，又如中国发明专利公告号CN110090730B公开了磷灰石钛铁矿选矿工艺，同样是针对单一矿源，也是通过后续的浮选来除磷。没有在使用时用不同磷含量的矿源来混合并控制其中的磷含量的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的矿源选择多样化，而在选择不同的矿源时无法控制各自的磷含量，而磷含量过高无法在后续工序中处理，产生额外能耗且影响产品性能。本发明为此提供一种高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法。

本方法通过检测各类钛铁矿原料磷含量，依据该批次钛铁矿具体磷含量确定其配矿比例，从而实现配得的混矿磷含量在（0.070±0.004）%。