[发明专利]一种细粒富钛料制粒制备沸腾氯化炉料的方法

说明书

本发明公开了一种细粒富钛料制粒制备沸腾氯化炉料的方法，包括以下步骤：(1)称取细粒钛原料放置在高速搅拌制粒机中，调节搅拌桨转速，设置搅拌时间，将细粒钛原料搅拌均匀；(2)开启制粒机，设置高速搅拌制粒机的搅拌桨转速、切割刀转速及制粒时间，将粘结剂溶液通过喷枪以雾化的形式喷入搅拌均匀的细粒钛原料中，搅拌设定时间，制粒结束；(3)将步骤(2)所得产物颗粒放入流化干燥床中进行干燥处理，得到干燥颗粒产物。本次发明的细粒富钛料制粒制备沸腾氯化炉料的方法具备制粒效率高，产物颗粒制粒好，制粒程序短，生成成本低。

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，涉及一种细颗粒矿物的制粒方法，具体涉及一种细粒富钛料制粒制备沸腾氯化炉料的方法。

背景技术

四氯化钛是生产钛白粉和海绵钛的中间产物。沸腾氯化法是通过流体的作用使钛原料在沸腾氯化炉内处于悬浮状态与氯气接触反应生产四氯化钛。钛原料处于悬浮状态下与氯气处于强烈的相对运动之中，气固接触面积大，传质传热效率高，炉内物料及温度分布均匀，所以其反应速率高。并且沸腾氯化法制备钛白粉具有产品质量高、废物排放量少、自动化程度高等特点，是高端钛白粉制备的主要工艺。

沸腾氯化法制备钛白粉对钛要求原料粒度分布在150～1000μm之间，对钛原料品位要求TiO₂＞90％。主要是因为原料中的杂质会在炉内高温下与氯气发生反应生产相应的氯化物杂质，影响产品质量，增大氯气消耗量。对原料粒度的要求是因为原料颗粒粒度较大会导致物料在沸腾氯化炉中难以流化，降低氯化反应速率；原料粒度小导致颗粒间的作用力相对较大，易导致颗粒团聚，使沸腾氯化过程中沟流、节涌现象产生，导致气固相接触不充分，影响反应速率。目前我国钛矿资源经过焙烧酸浸处理后，物料颗粒粒度小于150μm占比大，不能入炉冶炼。因此需对细粒钛原料制粒处理。

目前存在的细粒富钛料制粒制备沸腾氯化炉料的方法有以下方法：

(1)圆盘制粒法：专利US7931886、US4187117及CN106319246中采用圆盘制粒机，以玉米淀粉、苛性碱等作为粘结剂对细粒钛原料制粒。圆盘制粒法广泛应用在冶金领域中，具有操作简单，工艺成熟等特点，但圆盘制粒机主要用于铁矿球团的制备，用于细粒钛原料制粒易导致颗粒产物粒度大于沸腾氯化工艺的要求，需筛分后破碎处理，制粒效率低、生产成本高等缺点。

(2)V型混合机制粒法：专利EP0426731B1采用Patterson-Kelley V型混合机进行制粒，原料为白钛石，原料粒度分布在50～100μm之间占比75％，分布在-50μm占比为25％。采用膨润土作为粘结剂，粘结剂添加量为1％，在V型混合机中混合1～2分钟，混合均匀。制粒过程中水分通过内置搅拌棒注入，水分添加量为8％，注入时间为4分钟，设备制粒转速为40转/分钟，搅拌桨转速为1500～3000转/分钟，制粒时间为1～2分钟。干燥制度为80℃下干燥48小时，得到产物颗粒粒度分布在125～500μm之间。V型混合机对细粒富钛料进行制粒制备得到的颗粒中存在颗粒粒度分布不均匀，部分颗粒大于沸腾氯化炉料的要求，需要对这部分颗粒收集后，进行破碎、筛分处理。但该过程中会出现粉化现象，产生低于要求的颗粒，需收集后再次处理，增加生产成本。并且设备加工及安装要求高，运转占地面积大，须在周围加装安全防护设备，生产成本较高。

(3)电炉熔炼法：专利CN109518010中提出将细粒级富钛料加入电炉内进行熔化处理，完全熔化后的物料出炉后喷水进行冷却，然后将冷却后的物料进行破碎、筛分处理得到合格颗粒粒度。该种方法不需要配加任何添加剂，对富钛料的品质不会造成影响，但电炉冶炼温度高，能耗大，并且设备价格高，极大的提高了生产成本。

(4)烧结法：专利CN104058450B采用将细粒含钛物料与煤焦油、沥青等进行混合处理，并对混合后的物料进行加热焦化处理，并对焦化后的物料进行破碎筛分后煅烧固化处理。采用该方法使用煤焦油、沥青等作为粘结剂，焙烧处理会挥发出有毒有害气体，恶化工作条件，污染环境等。煤焦油、沥青中含有的杂质同时会对钛原料的品质造成严重的影响。