一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金化工領(lǐng)域，具體涉及一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦鐵礦分砂礦和巖礦。砂礦是鈦鐵礦的原生礦經(jīng)風(fēng)化、蝕變后，在河灘、海濱形成的次生礦，這類鈦鐵礦的雜質(zhì)含量少，品位高，但其儲(chǔ)量相對(duì)較小，而鈦鐵礦的巖礦則主要是從釩鈦磁鐵礦磁選尾礦中富集得到的鈦鐵精礦，產(chǎn)量大，但其品位相對(duì)較低，其中鈣、鎂、鋁、硅等雜質(zhì)含量高，難以用來(lái)制備用于生產(chǎn)TiCl4的富鈦料。因此，人們對(duì)鈦鐵礦精制除雜進(jìn)行了大量的研究，其中能用于工業(yè)生產(chǎn)的方法主要有:還原銹蝕法、酸浸法、電爐熔煉鈦渣升級(jí)法。還原銹蝕法是先將鈦鐵礦在1000-1200°c的高溫下還原，然后用鹽酸或氯化銨溶液浸出其中的Ca0、Mg0等雜質(zhì)，銹蝕過(guò)程形成大量的赤泥和廢水。酸浸法主要用鹽酸加壓浸出鈦鐵礦制備人造金紅石，酸浸法適合處理各種類型的礦物，但同樣在處理過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的廢水和廢渣。電爐熔煉鈦渣升級(jí)法就是在電爐熔煉鈦渣法的基礎(chǔ)上，結(jié)合酸浸法進(jìn)一步除去Mg0、Ca0等雜質(zhì)，提高鈦渣品位。這些除雜方法的本質(zhì)都是通過(guò)酸浸除去Mg0、Ca0等堿性雜質(zhì)，而對(duì)鈦鐵礦中S12的脫除卻無(wú)能為力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出的一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法。
[0004]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，包括下述步驟:
[0005]第一步:氧化轉(zhuǎn)型
[0006]以堿金屬的鹽及其堿或以堿金屬的堿作鈦鐵礦氧化轉(zhuǎn)型的介質(zhì)，在氧化劑的作用下，于160?600°C，使其中的鐵由Fe (I I)轉(zhuǎn)化成Fe (I II)后，澄清得上清液和底泥，上清液返回鈦鐵礦氧化轉(zhuǎn)型工序繼續(xù)使用，底泥用于鈦鐵礦精制除雜；
[0007]以堿金屬的鹽及其堿作氧化轉(zhuǎn)型介質(zhì)時(shí)，定義為介質(zhì)M;
[0008]以堿金屬的堿作氧化轉(zhuǎn)型介質(zhì)時(shí)，定義為介質(zhì)N;
[0009]第二步:水浸除雜
[0010]第一步所得底泥按體積比1:1-6直接加入水中或冷卻后加入水中，25?125°C攪拌浸出0.5-3.5h，過(guò)濾，得水浸液和轉(zhuǎn)型鈦鐵礦；
[0011]第三步:酸浸除雜
[0012]第二步所得轉(zhuǎn)型鈦鐵礦按固液比l:l-10g/ml先加水?dāng)嚢?，再加酸調(diào)pH至2-5，0_100°C攪拌0.5-4.5h，浸出其中的鈣、鎂等雜質(zhì)，過(guò)濾，得精制鈦鐵礦和酸浸液，所得精制鈦鐵礦用于生產(chǎn)富鈦料，所得酸浸液用于綜合回收有價(jià)元素。
[0013]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，第一步中，
[0014]以介質(zhì)M進(jìn)行氧化轉(zhuǎn)型的過(guò)程為:
[0015]將粒度<80目的鈦鐵礦與介質(zhì)M按質(zhì)量比1:0.5-10混合，加水或加熱使介質(zhì)M變成溶液或熔體，常壓160?600°C反應(yīng)0.5-6h，使鈦鐵礦中的鐵由Fe (I I)轉(zhuǎn)化成Fe (III);
[0016]所述介質(zhì)M中，堿金屬鹽至少包括作為氧化劑的堿金屬的硝酸鹽或/和亞硝酸鹽；
[0017]以介質(zhì)N進(jìn)行氧化轉(zhuǎn)型的過(guò)程為:
[0018]將粒度<80目的鈦鐵礦粉與介質(zhì)N按質(zhì)量比1:1-10混合，加水或加熱使介質(zhì)N變成溶液或熔體，通入氧氣或空氣，160-600°C常壓或加壓氧化0.5-5h，使鈦鐵礦中的鐵由Fe(II)轉(zhuǎn)化成 Fe(III)。
[0019]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，第一步中，
[0020]介質(zhì)M中的鹽是由堿金屬的硝酸鹽或/和亞硝酸鹽與選自堿金屬的氯化物、氟化物、碳酸鹽、硫酸鹽中的至少一種構(gòu)成的混合物；
[0021]且介質(zhì)M中，堿金屬的氯化物、氟化物、碳酸鹽、硫酸鹽的質(zhì)量之和占介質(zhì)M質(zhì)量的0-10% ；
[0022]介質(zhì)M中的硝酸鹽與亞硝酸鹽的質(zhì)量比為1:0-10，硝酸鹽加亞硝酸鹽與堿金屬的堿的質(zhì)量比為1:0.1-10;
[0023]介質(zhì)N中的堿由氫氧化鈉或/和氫氧化鉀組成；
[0024]介質(zhì)M或介質(zhì)N的溶液的沸點(diǎn)I160°C;介質(zhì)M或介質(zhì)N的熔體的熔點(diǎn)為130-450°C。
[0025]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，所述硝酸鹽優(yōu)選硝酸鈉或硝酸鉀，亞硝酸鹽優(yōu)選亞硝酸鈉或亞硝酸鉀。
[0026]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，第二步得到的水浸液，按以下方法回收其中的鹽或堿:
[0027]往介質(zhì)M轉(zhuǎn)型-水浸得到的水浸液中先通入氧氣或空氣常壓或加壓氧化，使其中的亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成硝酸鹽后，再加入含鈣化合物凈化除雜，然后蒸發(fā)濃縮回收其中的鹽和堿，所得鹽和堿返回第一步循環(huán)使用;或
[0028]往介質(zhì)N轉(zhuǎn)型-水浸得到的水浸液中先加入氧化鈣或/和氫氧化鈣苛化，然后再蒸發(fā)濃縮回收其中的堿，所得堿返回第一步循環(huán)使用。
[0029]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，調(diào)pH過(guò)程所用的酸選自鹽酸、硫酸、硝酸中的至少一種。
[0030]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，所述富鈦料的生產(chǎn)包括:精制鈦鐵礦電弧恪煉生廣尚品質(zhì)欽漁和精制欽鐵礦酸浸制備優(yōu)質(zhì)人造金紅石。
[0031]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，所述的含鈣化合物選自硝酸鈣、亞硝酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣中的至少一種。
[0032]本發(fā)明一種鈦鐵礦轉(zhuǎn)型精制除雜的方法，所述苛化是指按溶液中的硅酸鹽、碳酸鹽、鋁酸鹽轉(zhuǎn)化成鈣鹽沉淀化學(xué)反應(yīng)計(jì)量數(shù)的1-3倍，加入氧化鈣或/和氫氧化鈣，50-250°C反應(yīng) 0.5-5h。
[0033]本發(fā)明與已有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0034]本發(fā)明巧妙地以堿金屬的鹽及其堿或以堿金屬的堿作鈦鐵礦氧化轉(zhuǎn)型的介質(zhì)，在氧化劑的作用下，經(jīng)160?600°C處理0.5-5h，使其中的鐵由Fe(II)轉(zhuǎn)化成Fe(III)，破壞其晶格結(jié)構(gòu)，使雜質(zhì)鈣、鎂等得于暴露出來(lái)，硅、鋁等雜質(zhì)溶解進(jìn)入熔體，轉(zhuǎn)型后的鈦鐵礦經(jīng)水浸和酸浸去除其中的鈣、鎂等雜質(zhì)，得精制鈦鐵礦。溶液中的轉(zhuǎn)型介質(zhì)經(jīng)氧化再生-凈化除雜-蒸發(fā)濃縮或苛化除雜-蒸發(fā)濃縮后，返回鈦鐵礦氧化轉(zhuǎn)型工序，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型介質(zhì)的循環(huán)使用，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，除雜效果好，成本低，環(huán)境友好，適合鈦鐵礦精制除雜的工業(yè)應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0036]實(shí)施例1
[0037]取含Ti31.56%、Fe 32.35%、Mg 3.02%、Α1 1.27%、Ca 1.01%、Si 3.05%的粒度為負(fù)120目的鈦鐵礦粉10g，加入由200g NaOH和80g NaNO3組成的溫度為350°C的熔體中，轉(zhuǎn)型6h后，澄清得上清液和底泥;所得上清液返回用于鈦鐵礦氧化轉(zhuǎn)型，底泥則加入到150ml水中，50°C攪拌浸出Ih，過(guò)濾得轉(zhuǎn)型鈦鐵礦和水浸液;所得轉(zhuǎn)型鈦鐵礦按固液比1: 2g/ml先加水?dāng)嚢?，再?mol/L HCl調(diào)pH至2.5，25°C反應(yīng)1.5h，過(guò)濾得酸浸液和含Mg 0.12%,Al 0.13%,Ca 0.08%,Si 0.65%的精制鈦鐵礦;所得酸浸液蒸發(fā)