一种低品位钛铁矿的钛铁分离方法及其应用与流程

本发明涉及冶金和矿物工程，具体而言，涉及一种低品位钛铁矿的钛铁分离方法及其应用。

背景技术：

1、我国钛铁矿资源丰富，总储量可观，但低品位钛铁矿所占比例较大，这部分矿物钛品位较低，无法直接作为钛白粉、海绵钛生产原料；同时由于低于20％的钛含量，极大的提升了炼铁难度，无法大规模作为炼铁原料进行使用。

2、目前针对低品位钛铁矿的矿物分选方法较为复杂，一般为机械磨碎后进行磁选、重选、浮选等一系列联合分选，根据分选的侧重与指标差异，有时需要二次甚至多次磨细、分选。

3、低品位钛铁矿冶炼工艺分为高炉炼铁工艺和非高炉炼铁工艺，现阶段比较成熟的还原工艺有高炉炼铁、预还原-电炉熔分、转底炉还原-电炉熔分法、竖炉还原-电炉熔分法、隧道窑还原-磨选法等。其中，隧道窑还原-磨选法是将低品位钛铁矿、还原剂、脱硫剂、活化剂按照一定的工艺条件配比，均匀混合后不经过压球，直接装入还原罐中，送进隧道窑进行还原，将大部分铁氧化物还原为金属铁，而钛仍旧保持氧化物形式。还原产物经过多段细磨、分选得到铁精粉和钛中矿。隧道窑还原-磨选工艺的资源综合利用率较高，同时还原温度低于矿石融化温度，可避免熔融状态下易出现泡沫渣、粘滞渣等问题。

4、但是，由于低品位钛铁矿的还原-磨选难度较大，通常需要加入活化剂(一般为碱金属)进行强化还原，导致既无法避免还原设备的腐蚀，又因为碱金属的加入不利于产生铁精矿的下游使用。而若不加入活化剂，则得到的磨选后产物中钛收率较低，磁性物质中钛含量较高，不利于磁性物质的下游使用。同时，隧道窑矿物与还原剂的混合使得产品中杂质含量增高，还原产物的分选难度同时增加。

5、此外，常规的磨分方法获得的还原产物(还原铁)的细粒度(-325目)占比较大，通常在90％甚至95％以上，而较细的粒度会在一定程度上阻碍铁精矿产品的使用。

6、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种低品位钛铁矿的钛铁分离方法，该方法可以高效分离低品位钛铁矿中的钛元素和铁元素，制得的还原铁中的杂质含量低，且钛收率较高。

2、本发明的第二目的在于提供所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法在制备钛白粉、海绵钛以及铁及其合金中的应用。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、本发明提供了一种低品位钛铁矿的钛铁分离方法，包括如下步骤：

5、(a)、低品位钛铁矿、粘结剂和溶剂混合均匀并造球，得到球团；所述球团与还原剂混合并进行还原反应，待所述还原反应完成后得到还原料；

6、其中，所述低品位钛铁矿中的二氧化钛的质量分数≤20％；

7、(b)、将所述还原料进行第一研磨和第一筛分，分别得到第一筛上物和第一筛下物；

8、(c)、将步骤(b)得到的所述第一筛下物进行第一磁选，得到第一磁性物料和第一非磁性物料；所述第一非磁性物料经固液分离后，得到钛精矿；

9、(d)、将步骤(b)得到的所述第一筛上物进行第二研磨和第二筛分，分别得到第二筛上物和第二筛下物；将所述第二筛下物进行第二磁选，得到第二磁性物料；

10、(e)、将步骤(d)得到的所述第二磁性物料和步骤(c)得到的所述第一磁性物料混合后进行第三磁选，得到第三磁性物料；将所述第三磁性物料和步骤(d)得到的所述第二筛上物混合并进行固液分离，得到还原铁。

11、本发明还提供了如上所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法在制备钛白粉、海绵钛以及铁及其合金中的应用。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

13、(1)本发明提供的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，通过采用将低品位钛铁矿经高温还原后进行分段磨分磁选的方式，可以高效分离低品位钛铁矿中的钛元素和铁元素，该方法所获得的还原铁的杂质含量低，可作为炼铁原料或还原铁粉，所获得的钛精矿可作为硫酸法原料，钛收率较高。

14、(2)本发明提供的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，在还原和磨选过程中均未加入活化剂，可以避免对还原设备的腐蚀，并避免了碱金属的加入对铁精矿使用过程中的影响。

15、(3)本发明提供的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，通过采用造球外配还原剂的方式，减少了钠、硅、铝等杂质的引入，在得到高品位还原铁和钛精矿的同时，降低了杂质含量，提升了还原铁和钛精矿的附加值，并扩大了其下游应用范围。

16、(4)本发明提供的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，采用分段磨分磁选的方式，分级磨分磁选后的非磁性物料例如第二非磁性物料和第三非磁性物料均可回用至后续生产的第一磁选，形成闭环分选，除钛精矿和还原铁外无副产物产出，最大限度的提升了钛、铁回收率。

17、(5)采用本发明提供的低品位钛铁矿的钛铁分离方法获得的还原铁，其中-325目还原铁的占比为60％～70％，避免了现有技术中细粒度(-325目)占比较大通常在90％甚至95％以上进而阻碍铁精矿的使用的问题。

技术特征：

1.一种低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(a)中，所述粘结剂包括淀粉、膨润土、聚乙烯醇和木质素磺酸钠中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(a)中，所述还原剂包括烟煤、无烟煤、褐煤和兰炭中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(b)中，所述第一筛分所用的筛网的目数为270～400目；

5.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(c)中，所述第一磁选的磁选强度为2000～3000gs。

6.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(d)中，所述第二筛分所用的筛网的目数为270～400目；

7.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(d)中，所述第二磁选的磁选强度为800～1500gs。

8.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(e)中，所述第三磁选的磁选强度为400～800gs。

9.根据权利要求1所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法，其特征在于，步骤(c)、步骤(d)和步骤(e)中，所述第一磁选、所述第二磁选和所述第三磁选的方法包括湿式磁选。

10.如权利要求1～9任一项所述的低品位钛铁矿的钛铁分离方法在制备钛白粉、海绵钛以及铁及其合金中的应用。

技术总结
本发明涉及冶金和矿物工程技术领域，具体而言，涉及一种低品位钛铁矿的钛铁分离方法及其应用。方法包括：低品位钛铁矿和粘结剂造球后与还原剂进行还原反应得到还原料；还原料进行第一研磨和第一筛分得到第一筛上物和第一筛下物；第一筛下物经第一磁选得到第一磁性物料和第一非磁性物料；第一非磁性物料经固液分离后得到钛精矿；第一筛上物经第二研磨和第二筛分得到第二筛上物和第二筛下物；第二筛下物经第二磁选得到第二磁性物料；第二磁性物料和第一磁性物料混合后经第三磁选得到第三磁性物料；将第三磁性物料和第二筛上物混合并进行固液分离，得到还原铁。该方法可高效分离低品位钛铁矿中的钛、铁元素，制得的还原铁杂质含量低，且钛收率高。

技术研发人员：张海涛,崔仕远,张玉荣,贺高峰,陈树忠,朱敬磊,马昊宾,李珍珍,闫广英,王冬花
受保护的技术使用者：河南佰利联新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16