专利名称：低温还原制备酸溶性钛渣的方法
技术领域：
本发明涉及一种低温还原制备酸溶性钛渣的方法，属于化工材料制备技术领域。
背景技术：
酸溶性钛渣是生产钛白粉的重要原材料之一，广泛的使用于硫酸法制备钛白粉的生产领域。YB/T5285-2007把酸溶性钛渣分为三个型号，其中TZ74型要求酸溶性钛渣中的二氧化钛含量在72 76 %的范围内，三价钛的含量小于18 %，氧化亚铁的含量小于7 %，硫的含量小于0. 12%，磷的含量小于0. 02%。CNOl 128856. 6公开了一种钛铁矿的分离的方法，在真空状况下，先将钛铁矿粉加入1600 23000°C的等离子炉中，使其气化，再进入24000 40000°C的感应炉，使各成份分子的电子层分离，得到分离的物质，又进入冷却器，最后将混合粉末送入分离器分离，并将分离出的氧气抽走。CN101619371公开了一种从钒钛磁铁矿回收钒钛铁的方法，工艺过程包括矿粉、煤粉与粘结剂一起造块，在转底炉还原，得到金属化产品，然后热装进入电炉熔化分离，得到含钒铁水和二氧化钛TiA > 50%的钛渣。将含钒铁水吹钒得到钒渣，半钢在转炉炼钢；将钛渣可直接作为提钛的原料。目前制备酸溶性钛渣的方法主要是高温冶炼，就是采用“高炉-转炉”的生产技术进行，此种方法得到的是含二氧化钛50%左右的钛渣，但是其中的杂质铁、钒等依然较高， 应用领域很窄。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温还原制备酸溶性钛渣的方法，该方法不仅可以充分利用还原过程中的热量，能够得到高品位的酸溶性钛渣，副产还原性铁粉，而且原料简单易得、能耗低、投资少、成本低。本发明所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，是将钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠混合后，经还原、水冷、粉碎、钛铁分离制得酸溶性钛渣产品。所述的钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠按照质量比10 0.5 2 0.5 2 0. 05 1进行混合。所述的粘结剂为羧丙基纤维素。所述的羧丙基纤维素为羧丙基甲基纤维素或羧丙基乙基纤维素。所述的还原温度为600 800°C，还原时间为1 2小时。所述的水冷温度为10 30°C。粉碎后的细度为200 300目。所述的钛铁分离在100 300高斯的磁场强度下进行。所述的钛铁分离是将酸溶性钛渣和铁粉分离。所述的酸溶性钛渣经一级电磁选提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。
所述的酸溶性钛渣经一级电磁选，就是当矿浆进入磁场区时，其中强磁性矿物钛渣被吸附在圆筒表面，弱磁性和非磁性矿物被甩掉排出，而吸附在圆筒表面上的强磁性矿物钛渣随圆筒旋转，被带出磁场区，用冲洗水冲入精矿槽中，完成分选作业，提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，具体包括如下步骤(1)将钛铁矿与碳粉、粘结剂、碳酸钠按照质量比10 0.5 2 0.5 2 0. 05 1进行混合，装入筒体，放入隧道窑的轨道上，将速度调节到10 20cm/min，然后进入隧道窑内进行还原；还原温度600 800°C，在隧道窑中的还原时间为1 2小时；(2)将还原后的物料迅速放入温度为10 30°C的水中进行冷却，冷却后粉碎到细度为200 300目；(3)将粉碎后的物料在磁场强度为100 300高斯的范围内进行弱磁下的钛铁分离，被磁力吸附得到的是还原性铁粉，不能被磁力吸附的是酸溶性钛渣，再采用一级电磁选，提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。本发明是一种在温度较低的状态下，采用隧道窑的方式进行还原钛铁矿，然后采用水冷、粉碎、钛铁分离、一级电磁选的方式得到高品位的酸溶性钛渣，副产还原性铁粉的生产方法。该方法的原理是在温度较低的状态下，在还原气氛中将钛铁矿中的高价态的铁还原为零价的铁，将铁和钛分离，从而得到钛含量高的酸溶性钛渣和还原性铁粉。所使用的原料简单易得，碳粉做为还原剂使用，可以直接购买市售产品或是将无烟煤粉碎即可；碳酸钠是助溶剂，直接购买市售产品即可；粘结剂起到将钛铁矿、碳粉、碳酸钠连接在一起的作用，为市售产品。本发明的具体工艺流程图如图1所示，本发明热量循环示意图如图2所示。本发明中水冷步骤产生的热量，通过引风机进入另一条隧道窑，可以回收利用到低温还原的过程中，节约了能源。与现有的技术相比，本发明的有益效果为(1)采用低温对钛铁矿进行还原，避免了传统的高耗能进行钛铁矿中钛和铁分离的缺点，降低了能源消耗；(2)采用隧道窑的方式，避免了建设高炉冶炼和转底炉冶炼的极高的设备投资；(3)做到了资源综合利用，把还原过程中的热量回用到生产，从而降低了生产成本。
图1是本发明工艺流程图。图2是本发明热量循环示意图。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明做进一步描述。本发明对比例和实施例中所用的钛铁矿主要成分如表1所示，余量为杂质。本发明对实施例中所用粘结剂选用羧丙基甲基纤维素。表1钛铁矿主要成分的百分含量(％ )
权利要求
1.一种低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于是将钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠混合后，经还原、水冷、粉碎、钛铁分离制得酸溶性钛渣产品。
2.根据权利要求1所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠按照质量比10 0.5 2 0.5 2 0.05 1进行混合。
3.根据权利要求1或2所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的粘结剂为羧丙基纤维素。
4.根据权利要求3所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的羧丙基纤维素为羧丙基甲基纤维素或羧丙基乙基纤维素。
5.根据权利要求1所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的还原温度为600 800°C，还原时间为1 2小时。
6.根据权利要求1所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的水冷温度为10 30°C。
7.根据权利要求1所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于粉碎后的细度为200 300目。
8.根据权利要求1所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的钛铁分离在100 300高斯的磁场强度下进行。
9.根据权利要求1或8所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的钛铁分离是将酸溶性钛渣和铁粉分离。
10.根据权利要求1所述的低温还原制备酸溶性钛渣的方法，其特征在于所述的酸溶性钛渣经一级电磁选提高酸溶性钛渣中二氧化钛的品位。
全文摘要
本发明涉及一种低温还原制备酸溶性钛渣的方法，属于化工材料制备技术领域。该方法是将钛铁矿、碳粉、粘结剂、碳酸钠混合后，经还原、水冷、粉碎、钛铁分离制得酸溶性钛渣产品。本发明采用低温对钛铁矿进行还原，避免了传统的高耗能进行钛铁矿中钛和铁分离的缺点，降低了能源消耗；采用隧道窑的方式，避免了建设高炉冶炼和转底炉冶炼的极高的设备投资；做到了资源综合利用，把还原过程中的热量回用到生产，从而降低了生产成本。
文档编号C01G23/047GK102531048SQ20121004093
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者孙鹏, 李化全 申请人:山东东佳集团股份有限公司