專利名稱：改進(jìn)的合成金紅石的方法b的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含鈦礦石中將鈦?zhàn)鳛楹铣山鸺t石回收，并且特別地但不排他地涉及改進(jìn)從低等級(jí)的次生或蝕變鈦鐵礦中回收鈦的經(jīng)濟(jì)性。
背景技術(shù)：
Becher還原法是從西澳大利亞礦沙床的鈦鐵礦成分中將二氧化鈦回收的標(biāo)準(zhǔn)方法，在該法中，在還原氣氛中并在煤的存在下，將鈦鐵礦在回轉(zhuǎn)爐中焙燒，以將鈦鐵礦中的鐵氧化物還原為金屬鐵，然后通過(guò)水相氧化(aqueous oxidation)來(lái)將金屬鐵分離從而得到被稱為合成金紅石的產(chǎn)品，該產(chǎn)品中TiO2的含量通常為90%或更多。合成金紅石為進(jìn)一步加工成白色顏料或者其它應(yīng)用的原料。這些進(jìn)一步的加工對(duì)TiO2含量的最低值很敏感，而且Becher還原法的產(chǎn)量又取決于比較嚴(yán)格的鈦鐵礦進(jìn)料規(guī)格，例如，在西澳大利亞，鐵含量被測(cè)定為Fe0〈12%。在實(shí)際情況中，這將Becher法的原料限制為次生鈦鐵礦(secondary ilmenites),也被稱為蝕變鈦鐵礦(altered ilmenites)或蝕變鈦鐵礦(weathered ilmenites)。在次生鈦鐵礦資源(涉及它們的TiO2等級(jí))正在減少的地區(qū)，用于Becher法的限制性鈦鐵礦規(guī)格成為愈發(fā)緊迫的問(wèn)題。例如，用于Becher法的西澳大利亞次生鈦鐵礦的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料規(guī)格為Fe0〈12%、57%〈Ti02〈65%。從這些資源的所有者的觀點(diǎn)來(lái)看，已經(jīng)并持續(xù)希望從這些資源獲取更大或更多商業(yè)回報(bào)，和/或延長(zhǎng)低級(jí)次生鈦鐵礦省份的壽命。盡管鈦鐵礦的性質(zhì)不能改變，但煤的性質(zhì)仍然有顯著的全面效應(yīng)。煤的揮發(fā)性組分在鈦鐵礦的預(yù)熱階段(<800°C)是必要的，此時(shí)發(fā)生最低限度的還原。由預(yù)熱階段產(chǎn)生的炭失去了它的揮發(fā)性組分并且在此過(guò)程中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變成多孔的。以微孔隙和大孔隙來(lái)測(cè)量所生成的內(nèi)部多孔結(jié) 構(gòu)。細(xì)的多孔結(jié)構(gòu)具有顯著增加的表面積對(duì)體積的比例，這已經(jīng)被證明提高反應(yīng)速率。在揮發(fā)性組分脫除(de-volatilisation)期間生成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)很大程度上取決于揮發(fā)量以及分子煤結(jié)構(gòu)。然而，煤的功能是雙重性的，所以提高了一個(gè)方面的性能可能導(dǎo)致另一個(gè)方面的降低。雖然高度多孔的炭結(jié)構(gòu)有助于還原區(qū)中的反應(yīng)速率，但在預(yù)熱/揮發(fā)性組分脫除階段的碳和水分的失去直接導(dǎo)致了還原區(qū)中的碳量減少。因此，要權(quán)衡在預(yù)熱區(qū)產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)的量、炭的多孔性/反應(yīng)性以及進(jìn)入還原區(qū)的碳的量。西澳大利亞Collie煤很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)都是被認(rèn)為具有作為燃料以及作為鈦鐵礦還原爐的還原劑的理想性質(zhì)。它的特征包括:6%的較低灰分含量、26%的低揮發(fā)性組分以及1410°C的高灰熔融溫度(形變)。Collie煤來(lái)自于Gondwanan煤地層(在大約240-280百萬(wàn)年前,超大陸形成了部分南極洲(Antartica)、澳大利亞、南非和印度)。這個(gè)區(qū)域的煤是獨(dú)特的，是因?yàn)橛捎诒宦裨谳^淺的深度，因此這樣的煤由于它們的年齡而具有較低的等級(jí)。在煤化過(guò)程中，植物的和有機(jī)物質(zhì)(泥炭)首先被壓縮以將其水分減少到小于70%以形成褐色的煤或褐煤。具有高水分的煤(例如，Victorian褐色的煤)因此通常為具有差機(jī)械強(qiáng)度的低等級(jí)。在第二煤化階段中，揮發(fā)性物轉(zhuǎn)化為固定的碳，所剩余的水分進(jìn)一步減少到小于50%，同時(shí)顏色略微變暗。這樣的煤(例如，Collie煤)被歸類為次煙煤，其具有大于19MJ/kg的比能量值和小于30%揮發(fā)性物質(zhì)。還包括水分和揮發(fā)性物質(zhì)的進(jìn)一步減少的另外兩個(gè)階段。煙煤的水分進(jìn)一步減少到小于4% (例如，Sydney和Bowen Basins)。無(wú)煙煤形成在揮發(fā)性物質(zhì)去除的最后一個(gè)階段并且經(jīng)常僅出現(xiàn)在構(gòu)造帶中。澳大利亞的煤中僅有Yarabee煤和Queensland的Baralaba煤接近無(wú)煙煤的組成。煙煤因其揮發(fā)性物質(zhì)的含量低以及灰水平較高(>8%)而被認(rèn)為不太適用于Becher 法。1997和1998年對(duì)Victorian褐色的煤球試驗(yàn)顯示僅有小的工藝改進(jìn)。在這些試驗(yàn)中沒(méi)有測(cè)量到顯著的益處。本發(fā)明的一個(gè)目的在于，至少在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，提供一種或多種對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Becher法的改變，這提高了將鈦回收為合成金紅石的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，至少在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，提供了提高從較低等級(jí)的次生或蝕變鈦鐵礦中回收鈦的經(jīng)濟(jì)性。將本說(shuō)明書 中的任何現(xiàn)有技術(shù)作為參考不是或不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是承認(rèn)或以任何形式暗示，該現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成澳大利亞或任何其它司法管轄內(nèi)的公知常識(shí)的部分或者該現(xiàn)有技術(shù)可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員合理地預(yù)期成為被確定、被理解和被認(rèn)為是相關(guān)的。發(fā)明概沭根據(jù)本發(fā)明，已驚奇地發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)使用具有氣化反應(yīng)性的次煙煤或褐煤還原劑來(lái)滿足、至少部分地滿足本發(fā)明的目的，其中所述氣化反應(yīng)性使得鐵氧化物和鈦物質(zhì)的還原速率提聞。本發(fā)明提供了從含鈦礦石例如次生鈦鐵礦中將鈦?zhàn)鳛楹铣山鸺t石回收的方法，包括以下步驟:在碳質(zhì)還原劑存在下，在高于1075°C的高溫下的還原氣氛中處理礦石，從而將鈦鐵礦轉(zhuǎn)化為還原后的鈦鐵礦，其中鈦鐵礦中的鐵氧化物已經(jīng)被還原成金屬鐵，以及將所述金屬鐵分離出去從而得到合成金紅石產(chǎn)品，其特征在于，所述碳質(zhì)還原劑包括所選擇的煤，該所選擇的煤的水分含量在40%以下、揮發(fā)性物質(zhì)的含量大于30%并且灰分含量在10%以下，并且該所選擇的煤具有氣化反應(yīng)性，所述氣化反應(yīng)性使得鐵氧化物以及鈦物質(zhì)的還原速率提高，有效地實(shí)現(xiàn)了所述合成金紅石產(chǎn)品中的TiO2含量為90%或更高，優(yōu)選為至少93%。可能煤的氣化反應(yīng)性僅僅足夠高以實(shí)現(xiàn)所述補(bǔ)償，但是氣化反應(yīng)性的高值可能是不夠的。煤的氣化反應(yīng)性可以較高，在本說(shuō)明書上下文中就意味著要明顯高于所有煤的平均值。實(shí)際上，這意味著氣化反應(yīng)性接近通常見(jiàn)于煤中的氣化反應(yīng)性范圍的較高端。氣化反應(yīng)性優(yōu)選地在850°C下大于0.005g-g/min,更優(yōu)選在850°C下大于0.01g-g/min,這兩個(gè)值都是對(duì)于在大氣壓力下的煤焦而言。供選擇地或另外的氣化反應(yīng)性優(yōu)選地為具代表性的Collie煤的至少兩倍，更優(yōu)選為具代表性的Collie煤的至少三倍。所述處理的高溫優(yōu)選為1075-1200 °C，更優(yōu)選為1100-1075 °C，最優(yōu)選為1100-1150°C。離子交換鈣的水平是較高煤氣化反應(yīng)性的一個(gè)已知的指標(biāo)，盡管其他雜質(zhì)元素被認(rèn)為是可以起到相似的作用。于是，所選擇的煤優(yōu)選地具有足夠高以提高煤的氣化速率的雜質(zhì)水平的離子交換的無(wú)機(jī)元素，從而改進(jìn)了方法中的還原條件并因此提高了鐵氧化物和鈦物質(zhì)的還原速率。這樣的元素可以包括堿土金屬元素如鈣和鎂、或堿金屬元素如鈉、或鐵。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含有較高水平的離子交換鈣的煤是特別有用的。足夠高水平的離子交換的無(wú)機(jī)元素的量度是可用酸提取的元素的比例:該比例希望大于50%，更優(yōu)選大于70%，最優(yōu)選為大于80%。有用地，至少一種這樣的無(wú)機(jī)元素以干煤計(jì)的至少0.2%db的量存在。盡管煤可以為包括煙煤在內(nèi)的任何等級(jí)的煤，然而合適的煤通常為次煙煤或褐煤。煤的水分含量可以為5-40%的總水分含量,或固有水分含量為5-25%,在這兩種情況下，都優(yōu)選不小于5%。在后者的情況中，固有水分含量?jī)?yōu)選為約20%或更小。揮發(fā)性物質(zhì)的含量?jī)?yōu)選為>40%?；曳趾?jī)?yōu)選為〈5%。煤中最終氫的含量以干灰計(jì)優(yōu)選大于4%。最終的碳含量?jī)?yōu)選大于65%。灰的熔融溫度以初始形變溫度(1.D.T.)計(jì)可以在1100°C以上(更優(yōu)選為至少1150°C)，以半球溫度(H.T.)計(jì)可以在1200°C以上(更優(yōu)選為至少1250°C)。優(yōu)選地，在被輸送到所述的處理步驟之前，將炭與鈦鐵礦混合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與鈦鐵礦混合的炭的存在進(jìn)一步有助于降低由再氧化而產(chǎn)生團(tuán)聚或燒結(jié)的速率。優(yōu)選地，煤的硫含量小于l%w/w,更優(yōu)選小于0.5%w/w,最優(yōu)選小于0.2%w/w。優(yōu)選地，在所述處理的大部分時(shí)間內(nèi)不存在額外的硫。已發(fā)現(xiàn)，煤中所含的硫高于上述這些優(yōu)選水平的硫(例如，通過(guò)提供低硫煤和高硫煤組分的共混物)或者通過(guò)額外的硫而存在的硫，都不利地影響鈦鐵礦的反應(yīng)性，即金屬化的速率(在還原處理步驟中將鐵氧化物轉(zhuǎn)換為金屬鐵的速度)。因此，如果 為了進(jìn)一步提高該方法的合成金紅石產(chǎn)品中的TiO2含量，那么希望在所述處理步驟過(guò)程中向鈦鐵礦中輸送硫，例如，為了以硫化錳的形式來(lái)去除錳雜質(zhì)，這樣的輸送僅在還原處理期間的后期進(jìn)行。例如，僅在9小時(shí)處理時(shí)間中的最后3個(gè)小時(shí)進(jìn)行。鈦鐵礦中的鐵含量，以FeO表示，優(yōu)選為Fe0〈12%。優(yōu)選地,處理氣氛中游離氧含量不大于2.5%,且優(yōu)選小于2%,最優(yōu)選地小于1%。優(yōu)選地，在還原氣氛中的在高溫下處理是在傾斜的旋轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行的，該爐是通常用于Becher法中的那種。從爐的低端回收的材料被稱作還原的鈦鐵礦，其是金屬鐵和含有余量鐵和其他雜質(zhì)的二氧化鈦的混合物。將該還原的鈦鐵礦冷卻以防止金屬鐵的再氧化并隨后進(jìn)行分離步驟。分離步驟可以為在Becher還原法中使用的任何適合的分離方法。通常這樣的方法是水相氧化步驟，其中在氯化銨催化劑的水溶液中，使金屬鐵氧化或生銹為磁鐵礦、赤鐵礦或纖鐵礦。供選擇地或另外的分離步驟可以包括酸浸或酸洗，通常使用硫酸。
實(shí)施例為了確定不同煤的相應(yīng)性能，使用標(biāo)準(zhǔn)罐還原測(cè)試。對(duì)于該測(cè)試，將500g次生標(biāo)準(zhǔn)Capel鈦鐵礦(FeO 12%)樣品與500g煤混合并以標(biāo)準(zhǔn)的加熱程序(達(dá)到1100°C并在1100°C下保持6.5小時(shí))還原9小時(shí)。煤通過(guò)破碎以及篩選到+4_和-9.5mm來(lái)制備。在3.5,4.0,4.5,5.0,5.6,6.2,6.8、7.4和9.0小時(shí)的時(shí)間間隔來(lái)提取還原的鈦鐵礦樣品(R1-在分離金屬鐵之前處理的產(chǎn)品)。然后分析提取的樣品的金屬鐵和總鐵量。在每種情況下，對(duì)最后的弟9.0小時(shí)的RI樣品用1.0M硫酸在室溫下浸15分鐘，然后再在60 C下浸60分鐘。選擇了總共10種煤進(jìn)行測(cè)試，其中包括作為參考的Collie煤。Collie煤在使用次生或蝕變鈦鐵礦進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)Becher法的商業(yè)操作中作為固體還原劑被普遍地在西澳大利亞使用。所選各種煤的規(guī)格顯示在表I中，同時(shí)表2給出了標(biāo)準(zhǔn)Capel次生鈦鐵礦的分析。在上述不同的時(shí)間間隔測(cè)量金屬鐵的含量，并且將觀測(cè)到的不同煤的金屬化速率以log曲線顯示在

圖1中。使用從圖1中得出的log還原常數(shù)(log金屬化曲線的斜率)，通過(guò)計(jì)算90級(jí)的爐模型來(lái)推算爐的給料速度，并且這些都在圖2中給出。用Collie煤所推算的基準(zhǔn)物料通過(guò)速率為40.1噸/小時(shí)。除了排在第一位的CS3以68.3噸/小時(shí)而具有寬裕余量(easymargin)夕卜，其它所測(cè)試的煤的結(jié)果為37.7-49.3噸/小時(shí)。對(duì)于各個(gè)煤樣品，使用1.0M濃度的硫酸對(duì)從罐還原得到的RI樣品進(jìn)行酸浸，以模擬生產(chǎn)的SR等級(jí)。SR產(chǎn)品的XRF測(cè)試顯示在表3中。由測(cè) 試的煤生產(chǎn)的SR等級(jí)平均比由Collie煤生產(chǎn)的要好1.0%Ti02。相比于Collie煤所生產(chǎn)的SR中92.4%的TiO2含量，CS3煤生產(chǎn)了TiO2含量為93.9%的SR等級(jí)。通常，通過(guò)減慢測(cè)試的煤(CS6、CS7和CS9)來(lái)得到更好的TiO2等級(jí)，此處反應(yīng)最后的再氧化時(shí)間被最小化。實(shí)際上，如果提取RI的時(shí)間是在第6.2小時(shí)而不是第9.0小時(shí)，較快測(cè)試的煤例如CS2和CS3將生產(chǎn)出更好的SR TiO2等級(jí)。在所測(cè)試的煤的還原中，由于硫含量較低，所以錳(MnO)的含量明顯較高。CS4的金屬化曲線顯示金屬化停止在整個(gè)反應(yīng)中間并且沒(méi)有完成。于是，觀察到鐵的提出和TiO2的等級(jí)遭受影響?，F(xiàn)在對(duì)CS3煤進(jìn)行測(cè)試工作以確定什么可以在罐還原中表征其明顯更好的特征。利用高壓熱重分析儀來(lái)測(cè)定由CS3煤和Collie煤生成的炭樣品(200-300 μ m)的氣化(CO2)反應(yīng)性行為。對(duì)于大約300mg的樣品而言，由于反應(yīng)C + C02(g)^^2 CO(g)，因此由樣品質(zhì)量損失的速率來(lái)確定CO2反應(yīng)性。在大氣壓下，在兩種溫度條件下進(jìn)行測(cè)試:一種是溫度條件為恒溫在850°C，而另一種是溫度條件為從700°C起，以2°C /分鐘的速率增加的變溫。后一種測(cè)試可以確定氣化反應(yīng)的溫度依賴性。表4中給出了煤炭的相對(duì)反應(yīng)性。會(huì)看到的是，如上所述，發(fā)現(xiàn)的CS3煤在850°C下的氣化反應(yīng)性是Collie煤的氣化反應(yīng)性的約5倍。表5中給出了煤(CS3和Collie)的元素分析。會(huì)看到的是，相對(duì)于Collie煤，反應(yīng)性煤具有物質(zhì)上更高水平的鈣和鎂(一整個(gè)數(shù)量級(jí)的差異)，并且在各自灰分殘余物的分析中也發(fā)現(xiàn)這樣的情況。以干煤計(jì)，每種約為0.2%db。證實(shí)的是，鈣、鎂還有鐵在反應(yīng)性煤中以離子交換的形式存在。通過(guò)表明Ca、Mg和Fe在反應(yīng)性煤中的酸可提取水平為85_95%的數(shù)量級(jí)，而Ca、Mg和Fe在Collie煤中的酸可提取水平要低很多(小于50%)來(lái)證實(shí)。已發(fā)現(xiàn)，在煤中離子交換的鈣、鐵、鈉和較小量的鎂的存在提高了氣化反應(yīng)性。通過(guò)提高煤的氣化速率，改善了方法中的還原條件，從而提高了鐵氧化物的還原速率。更具有反應(yīng)性的煤的一個(gè)潛在好處是會(huì)降低煤的進(jìn)料比例，并因而降低了煤的開(kāi)支。降低煤進(jìn)料比例有助于補(bǔ)償添加的煤的費(fèi)用，但是也負(fù)面地影響了爐的生產(chǎn)力。因此，需要進(jìn)行開(kāi)銷-收益分析來(lái)找出最佳的結(jié)果。進(jìn)行模擬來(lái)評(píng)價(jià)在不同的煤進(jìn)料比例的情況下?tīng)t的物料通過(guò)速率。在安全地實(shí)現(xiàn)煤進(jìn)料的比例小于0.35的情況下(具有足夠的炭速率以防止再氧化)，沒(méi)有找到條件。進(jìn)一步降低爐的溫度以將總物料通過(guò)速率減少到約40噸/小時(shí)的試驗(yàn)不能達(dá)到需要的炭生產(chǎn)速率。相比于較低的物料通過(guò)速率，較高的物料通過(guò)速率可以得到較高的炭比例(由于更大的總體煤投入)，其中0.35的煤進(jìn)料比例給出了最小的可接受的結(jié)果。物料通過(guò)速率和煤進(jìn)料比例的數(shù)據(jù)繪制在圖3中。在標(biāo)稱0.42的煤比例時(shí)，推算的進(jìn)料速率為68.3噸/小時(shí)。在0.40的煤比例時(shí)(節(jié)約5%)，推算的進(jìn)料速率為67.8噸/小時(shí)。在0.35的煤比例時(shí)(節(jié)約16%)，推算的進(jìn)料速率為66.2噸/小時(shí)。在0.30的煤比例時(shí)(節(jié)約28%)，推算的進(jìn)料速率為64.1噸/小時(shí)，但是這沒(méi)有產(chǎn)生最小的可接受的炭速率。在低的炭生產(chǎn)速率時(shí)(煤比例為0.30或者更低)，RI質(zhì)量可能通過(guò)再氧化而受到不利地影響。要理解的是，為合成金紅石工藝選擇有效的較高反應(yīng)性的煤的基礎(chǔ)的鑒定帶來(lái)了很多對(duì)工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)地改進(jìn)的機(jī)會(huì)。較低TiO2等級(jí)的次生鈦鐵礦仍可以被經(jīng)濟(jì)地處理從而得到可接受等級(jí)的合成金紅石。如上所述，在質(zhì)量好的鈦鐵礦仍然可以供給的情況下，煤的進(jìn)料比例可以減少。供選擇地，也可以保持煤的比例來(lái)為給定的TiO2SR等級(jí)或更高TiO2SR等級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的物料通過(guò)速率。圖4用以說(shuō)明怎樣的氣化反應(yīng)性可以影響還原速率。此圖表明了在相似的條件下使用Collie煤和反應(yīng)性煤分別在爐中還原鈦鐵礦時(shí)鐵氧化物(用金屬鐵的形成測(cè)量)和鈦物質(zhì)的還原速率。圖下方給出的是所采用的鈦鐵礦的分析。盡管這里的鈦鐵礦不是次生鈦鐵礦(FeO為12%以上)，但由于其他物質(zhì)例如硅和鋁含量低，所以二氧化鈦含量高，并且所描述的煤的對(duì)比行為在大范圍的鈦鐵礦中是有效的。要理解的是，在本說(shuō)明書中公開(kāi)和限定`的發(fā)明延及所記載的或通過(guò)正文或附圖能看出來(lái)的兩個(gè)或更多個(gè)單個(gè)特征的全部供選擇的組合。所有這些不同的組合構(gòu)成了本發(fā)明的各個(gè)可選擇的方面。表1:煤的規(guī)格(一般規(guī)格-從煤供應(yīng)者得到的)
權(quán)利要求
1.一種從含鈦礦石例如次生鈦鐵礦中將鈦?zhàn)鳛楹铣山鸺t石回收的方法，所述方法包括以下步驟: 在碳質(zhì)還原劑存在下，在高于1075°c的高溫下的還原氣氛中處理礦石，從而將鈦鐵礦轉(zhuǎn)化為還原后的鈦鐵礦，其中鈦鐵礦中的鐵氧化物已經(jīng)被還原成金屬鐵，以及將所述金屬鐵分離出去從而得到合成金紅石產(chǎn)品， 其特征在于，所述碳質(zhì)還原劑包括所選擇的煤，該所選擇的煤的水分含量在40%以下、揮發(fā)性物質(zhì)的含量大于30%并且灰分含量在10%以下，并且該所選擇的煤具有氣化反應(yīng)性，所述氣化反應(yīng)性使得鐵氧化物以及鈦物質(zhì)還原速率提高到有效地實(shí)現(xiàn)了所述合成金紅石產(chǎn)品中的TiO2含量為90%或更高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述處理的所述高溫為1075-1200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述氣化反應(yīng)性足夠高以實(shí)現(xiàn)所述TiO2含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，煤的所述氣化反應(yīng)性較高(如本文所限定的)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所選擇的煤具有較高雜質(zhì)水平的、提高煤的氣化速率的一種或多種離子交換的無(wú)機(jī)元素，從而改進(jìn)了所述方法中的還原條件并因此提高了鐵氧化物和鈦鐵礦物質(zhì)的所述還原速率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述一種或多種離子交換的無(wú)機(jī)元素的酸可提取部分為至少50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所選擇的煤具有較高雜質(zhì)水平的離子交換鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所選擇的煤為次煙煤或褐煤。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所選擇的煤的固有水分含量為20%或更少，揮發(fā)性物質(zhì)的含量>40%，并且灰分含量〈5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在被輸送到所述處理步驟之前，將炭與欽鐵礦混合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述煤的硫含量小于l%w/w，并且在所述處理期間的大部分時(shí)間里不存在加入的硫。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述煤的硫含量小于0.5%。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述煤的硫含量小于0.2%。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的方法，還包括在所述處理步驟期間將硫輸送至鈦鐵礦以將錳雜質(zhì)以硫化錳的形式去除，這樣的輸送僅在還原處理過(guò)程的后期進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，鈦鐵礦中以FeO表示的鐵含量小于 12%。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，處理氣氛中的游離氧不高于2.5%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述合成金紅石產(chǎn)品中達(dá)到的TiO2含量為至少93%。
全文摘要
從含鈦礦石例如次生鈦鐵礦中將鈦?zhàn)鳛楹铣山鸺t石回收的方法，包括以下步驟在碳質(zhì)還原劑存在下，在高于1075℃的高溫下的還原氣氛中處理礦石，從而將鈦鐵礦轉(zhuǎn)化為還原后的鈦鐵礦，其中鈦鐵礦中的鐵氧化物已經(jīng)被還原成金屬鐵，以及將所述金屬鐵分離出去從而得到合成金紅石產(chǎn)品。所述碳質(zhì)還原劑包括所選擇的煤，該所選擇的煤的水分含量在40%以下、揮發(fā)性物質(zhì)的含量大于30%并且灰分含量在10%以下，并且具有氣化反應(yīng)性，所述氣化反應(yīng)性使得鐵氧化物以及鈦物質(zhì)還原速率提高到有效地實(shí)現(xiàn)了在所述合成金紅石產(chǎn)品中的TiO2含量為90%或更高。
文檔編號(hào)C01G23/047GK103209926SQ201180027804
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者T·J·麥克杜格爾, A·K·韋西 申請(qǐng)人:艾綠卡資源有限公司