[发明专利]一种用于细粒富钛料制粒处理的方法

说明书

本发明公开了一种用于细粒富钛料制粒处理的方法，包括以下步骤：(1)按照设定比例称取硫酸铝以及水，将硫酸铝与水混合，搅拌至完全溶解，配置成粘结剂溶液；所述硫酸铝的添加量为细粒富钛料质量的0.5～6％；水的添加量为细粒富钛料质量的4～20％；(2)将细粒富钛料混合均匀；(3)将配置好的粘结剂溶液通过高速搅拌制粒机内置喷枪均匀的喷洒在混合均匀的细粒富钛料中，使细粒富钛料、粘结剂溶液充分混合，然后经干燥处理，得到产物。本发明采用硫酸铝作为粘结剂，制粒产物颗粒具有冷强度高、热稳定性好及氯化反应性高等特点。解决了细粒富钛料难以应用在沸腾氯化炉中制备四氯化钛的难题，并且该工艺具有操作简单、成本低、易于生产的特点。

技术领域

本发明属于钛资源重复利用技术领域，涉及一种细粒富钛料制粒处理方法，具体涉及一种用于细粒富钛料制粒处理的方法。

背景技术

目前，钛工业的产品主要有钛白粉、海绵钛及其他钛材料。钛白粉的分散性好、白度高、折射率高、遮盖性好等特点广泛应用在颜料、涂料、化妆品等领域。全球约95％的钛资源用于生产钛白粉。海绵钛制备的金属钛及钛合金具有密度小、强度高、无磁性、耐腐蚀性强等特点广泛应用在航空航天、军工、医疗器械等领域。沸腾氯化法处理富钛料制备的TiCl₄是制备高品质钛白粉和海绵钛的中间产物。沸腾氯化法凭借着工艺流程短、自动化程度高、产品质量好、三废排放少等特点是目前制备高端钛产品的主要工艺。

沸腾氯化法制备TiCl₄工艺对富钛料原料的要求较高，要求富钛料的TiO₂含量大于90％，原料颗粒粒度分布在150～1000μm之间。我国钛资源储量丰富，主要以钙镁杂质含量高、矿物组成复杂的岩矿型钛铁矿形式存在，国内通常采用对钛铁矿进行细磨-酸浸-焙烧处理或对钛铁矿电炉冶炼得到的钛渣进行细磨-酸浸-焙烧处理得到TiO₂含量大于90％的富钛料，但粒度小于150μm的物料占比超过80％，无法应用在沸腾氯化炉内。我国天然金红石资源储量少，且以低品位、粒度小、嵌布粒度分布广、矿物组成复杂的原生金红石矿形式存在，需采用多种选矿工艺联合处理得到TiO₂含量大于90％的富钛料，但粒度小于150μm的物料占比超过90％，无法应用在沸腾氯化炉内。我国钛资源制备的富钛料粒度小于150μm物料占比多，无法应用在沸腾氯化炉内。因此需要对细粒富钛料进行制粒处理，使其满足沸腾氯化炉炉料对颗粒粒度的要求。

现有技术中，对细粒富钛料进行制粒处理时，主要采用配加有机粘结剂、无机粘结剂或者复合粘结剂作为制粒粘结剂。富钛料在沸腾氯化炉内的反应温度在900～1100℃之间，有机粘结剂在高温强度差、高温下易分解，易导致颗粒粉末化；无机粘结剂一般含有钙、镁、钠、钾、磷、钒等杂质元素，钙、镁、钠、钾元素会在高温下与氯气反应生成低熔点、高沸点的氯化物杂质，在炉内以液体形式存在，黏结物料，影响床层稳定性，磷、钒元素在高温下与氯气反应生成与四氯化钛沸点相近、分离系数小的氯化物杂质，影响产物四氯化钛产品的品质。细粒富钛料制粒处理时，通常采用圆盘制粒机、流化床制粒机、V型混合制粒机等进行制粒处理。圆盘制粒机产物颗粒较大，需对制粒产物干燥后，破碎筛分处理，增加工艺流程的复杂性，且富钛料粒度小，易粘附在圆盘表面。流化床制粒机及喷雾干燥制粒机主要依靠粘结剂的粘结作用，导致粘结剂用量大，并且粘结剂溶液雾化喷入床内，易导致物料粘附在床层内壁，影响床层稳定。V型混合制粒机的制粒产物粒度分布不均匀、制粒效率低，且设备成本高、占地面积大等。

发明内容

为了解决细粒富钛料无法直接应用在沸腾氯化炉内的难题，本发明的目的在于提供一种用于细粒富钛料制粒处理的方法，该方法具有生产成本低、易于操作、生产效率高、并不对沸腾氯化炉及产物的品质造成影响的特点，可以满足沸腾氯化工艺的要求。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种用于细粒富钛料制粒处理的方法，包括以下步骤：

(1)粘结剂溶液的配置：按照设定比例称取硫酸铝以及水，将硫酸铝与水混合，搅拌至完全溶解，配置成粘结剂溶液；