一種煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦及其制備方法。本發(fā)明煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，其主要成分為TiO2?41%～49%，TFe?31%～34%；FeO?0.3%～2%，F(xiàn)e2O3?42%～47%；粒度為5mm～20mm的鈦球團(tuán)礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%；主要原料為鈦精礦及占其總質(zhì)量0.5%～1.0%的由聚丙烯酰胺和氧化鈣混合而成的有機成型添加劑。本發(fā)明還提供了煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦的制備方法，包括以下步驟：配料，烘干，細(xì)磨混勻，滾動成型，氧化焙燒，冷卻。本發(fā)明方法所制備的鈦球團(tuán)礦用于冶煉高鈦渣。
【專利說明】一種煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高品位富鈦料是鈦白和鈦材產(chǎn)業(yè)的主要原料，而攀枝花所產(chǎn)鈦礦為鐵鈦共生巖礦，TiO2含量低，成分復(fù)雜，現(xiàn)有選礦技術(shù)只能獲得TiO2含量僅為47%左右的鈦精礦，因而不能直接滿足氯化法鈦白及海錦鈦工業(yè)對高品位富鈦料的要求，需要先對TiO2進(jìn)行富集。[0003]富集TiO2是獲得生產(chǎn)四氯化鈦、鈦白粉和海綿鈦產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)原料——高鈦渣的首要步驟，其主要方式是將TiO2含量47%左右的鈦精礦經(jīng)電爐冶煉，達(dá)到鈦精礦中鐵、鈦分離的目的。目前電爐冶煉高鈦渣，加入的鈦精礦有兩種形態(tài):粉末形態(tài)或壓制、冷固成型形態(tài)。
[0004]其中，鈦精礦以粉末形態(tài)直接加入電爐，其缺點是:爐塵排量大，污染嚴(yán)重，操作環(huán)境惡劣，TiO2收率低。且產(chǎn)品高鈦渣中硫含量高達(dá)1%，副產(chǎn)品半鋼硫含量也超過1%，增加了半鋼和高鈦渣進(jìn)一步深加工的難度；另一種，鈦精礦經(jīng)壓制、冷固成型后加入電爐，其缺點是:冷固成型爐料塊在爐內(nèi)產(chǎn)生爆裂，造成爐況不穩(wěn)，TiO2收率僅為83%~88%，且同樣存在產(chǎn)品高鈦渣和副產(chǎn)品半鋼中硫含量高的問題。
[0005]煉鐵用鐵球團(tuán)礦制備工藝使用了成型，氧化焙燒的方法，但該生產(chǎn)工藝用于煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦制備有以下障礙:
[0006]1.成型添加劑的選擇
[0007]普通鐵精礦氧化球團(tuán)礦是煉鐵原料，成型添加劑(常用的是膨潤土)在后續(xù)冶煉時進(jìn)入爐渣對產(chǎn)品質(zhì)量影響不大。鈦球團(tuán)礦是冶煉高鈦渣的原料，在后續(xù)冶煉時成型添加劑進(jìn)入高鈦渣對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。
[0008]2.氧化焙燒參數(shù)的選擇
[0009]普通鐵球團(tuán)礦中鐵含量高達(dá)60%，氧化焙燒工藝中采用的是溫度從200°C~300°C逐漸升高到1000°c，F(xiàn)e2O3的含量隨之增加，使得鐵球團(tuán)礦強度較高。而鈦精礦中鐵含量僅有30%~34%，導(dǎo)致氧化焙燒過程中Fe2O3總量較低，使煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦的強度難以達(dá)到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦。該煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，主要成分為 Ti0241% ~49%, TFe31% ~34% ；Fe00.3% ~2%, Fe20342% ~47%。
[0011]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，粒度為5mm~20mm的鈦球團(tuán)礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于 90%ο
[0012]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，由下述原料制備:鈦精礦及占其總質(zhì)量
0.5%~1.0%的有機成型添加劑；所述的有機成型添加劑由聚丙烯酰胺70%~98%和氧化鈣2%~30%混合而成。
[0013]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，所述的鈦精礦主要成分為Ti0245%~49%，TFe30% ~35% ；Fe030% ~38%，F(xiàn)e2036% ~12%。
[0014]本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦的制備方法。
[0015]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，制備方法包括以下步驟:配料，烘干，細(xì)磨混勻，滾動成型，氧化焙燒，冷卻。
[0016]具體的，上述制備方法中所述的烘干溫度為500°C~700°C，烘干后鈦精礦的含水
量為5%~7%ο
[0017]具體的，上述制備方法中所述的細(xì)磨混勻是指將有機成型添加劑加入鈦精礦中并細(xì)磨至粒度< 0.075mm的鈦精礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于80%。
[0018]具體的，上述制備方法中所述的氧化焙燒是指將滾動成型的生球隨爐升溫至1150°C~1250°C，在焙燒爐中過剩氧含量9~14%的氧化氣氛中焙燒固結(jié)，均熱時間為60 ~120mino
[0019]本發(fā)明煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦主要技術(shù)指標(biāo)如下:Ti0241%~49% (通過鈦精礦配料調(diào)整)，TFe31% ~34%, FeO0.3% ~2%, Fe20342% ~47%,其余成分為 Si02、Al2O3' CaO、MgO 及微量雜質(zhì)，其中S含量< 0.05%。煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦粒度為5mm~20mm的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%，抗壓強度為500~1000N/個。
[0020]本發(fā)明方法步驟簡單，易于工業(yè)化控制，氧化焙燒脫硫效果好，脫硫率能達(dá)到95%，高鈦渣硫含量低，質(zhì)量得以提高；其制得的煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦具有500~1000N/個的抗壓強度，能適應(yīng)電爐冶煉強度；電爐冶煉中該鈦球團(tuán)礦還原性好，鈦、鐵較易分離，TiO2收率> 90% ;經(jīng)過造球成型，煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦粒度均勻，冶煉時的透氣性和還原速度穩(wěn)定，同時減少了冶煉中粉塵造成的污染。本發(fā)明方法所制備的煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦用于冶煉高鈦渣具有強度適宜，高二氧化鈦收率及低硫的特點。
【具體實施方式】
[0021]一種煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，主要成分為Ti0241%~49%，TFe31%~34% ；Fe00.3%~2%, Fe20342% ~47%。
[0022]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，粒度為5mm~20mm的鈦球團(tuán)礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于 90%ο
[0023]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，由下述原料制備:鈦精礦及占其總質(zhì)量
0.5%~1.0%的有機成型添加劑；所述的有機成型添加劑由聚丙烯酰胺70%~98%和氧化鈣2%~30%混合而成。
[0024]具體的，上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，所述的鈦精礦主要成分為Ti0245%~49%，TFe30% ~35% ；Fe030% ~38%，F(xiàn)e2036% ~12%。
[0025]上述煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦的制備方法包括以下步驟:配料，烘干，細(xì)磨混勻，滾動成型，氧化焙燒，冷卻。
[0026]具體的，上述制備方法中所述的烘干溫度為500°C~700°C，烘干后鈦精礦的含水
量為5%~7%ο
[0027]具體的，上述制備方法中所述的細(xì)磨混勻是指將有機成型添加劑加入鈦精礦中并細(xì)磨至粒度< 0.075mm的鈦精礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于80%。
[0028]具體的，上述制備方法中所述的氧化焙燒是指將滾動成型的生球隨爐升溫至1150°C~1250°C，在焙燒爐中過剩氧含量9~14%的氧化氣氛中焙燒固結(jié)，均熱時間為60 ~120mino
[0029]本發(fā)明煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦的有機成型劑的添加量僅占鈦精礦總質(zhì)量的0.5%~1.0%，其中，聚丙烯酰胺能增加物料的粘性，有利于滾動成型，其用量占有機成型添加劑的70%~98%，用量過少不利于成型，過多則增加成本；占有機成型劑2%~30%氧化鈣的加入能中和浮選鈦精礦表面的殘留酸，起到調(diào)節(jié)原料PH值的作用，使聚丙烯酰胺更好的發(fā)揮效果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)不論氧化鈣用量過少或過多都會增加聚丙烯酰胺的用量。有機成型添加劑在焙燒工序中基本上被燒掉，只有極少部分進(jìn)入煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦中，不會對高鈦渣的品質(zhì)造成影響。
[0030]本發(fā)明制備方法烘干步驟中，鈦精礦烘干后含水量為5%~7%是為了更好的調(diào)節(jié)物料的水分，含水量過高成球困難，甚至不能成球，含水量過低會浪費烘干能源且成球速度慢，含水量的合理控制及有機成型劑的添加使?jié)L動成型獲得的生球有一定的強度。
[0031]本發(fā)明制備方法細(xì)磨步驟中，將鈦精礦細(xì)磨至粒度< 0.075mm的鈦精礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于80%是為了利于成球，粒度過大滾動成球困難，粒度過小則增加成本。
[0032]本發(fā)明制備方法氧化焙燒步驟中，焙燒溫度為1150°C~1250°C，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)Iioo0C時低價鐵氧化物幾乎全部氧化成Fe2O3,球團(tuán)礦強度大幅提高，而1300°C以上時，F(xiàn)e2O3開始分解，固結(jié)作用下降，并且還增加粘爐的風(fēng)險；焙燒爐中過剩氧含量為9%~14%，從而保證焙燒過程在強氧化氣氛中進(jìn)行，最大限度地把鈦精礦中的低價鐵氧化成Fe2O3，過剩氧含量較低會降低氧化反應(yīng)速度，較高會增加成本，焙燒后Fe2O3含量由原來的6%~12%上升到42%~47%，同時高溫下能氧化脫除部分有害物質(zhì)S ;煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦均熱時間為60min~120min，使得Fe2O3再結(jié)晶連接充分發(fā)展，均熱可以使Fe2O3晶格完整，進(jìn)一步提高鈦球團(tuán)礦強度，均熱時間越長，鈦球團(tuán)礦強度越高，但均熱時間過長會導(dǎo)致生產(chǎn)率下降，均熱時間長短需綜合產(chǎn)量與強度進(jìn)行權(quán)衡，不宜過長。Fe2O3含量、焙燒溫度、均熱時間等因素共同影響鈦球團(tuán)礦的強度，鈦球團(tuán)礦中的Fe2O3在冶煉高鈦渣中還原效果好，易與TiO2分離，TiO2收率得以提高，能耗降低。
[0033]焙燒后制得粒度為5mm~20mm的鈦球團(tuán)礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%是因為粒度過小透氣性不好，粒度過大則還原速度慢。
[0034]本發(fā)明方法和產(chǎn)品中，未作特殊說明的，比例、含量、成分等均表示質(zhì)量百分比。
[0035]實施例
[0036]用鈦精礦1、2、3和4作為原料制備煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，其主要化學(xué)成分如表1所示。
[0037]表1鈦精礦主要化學(xué)成分
[0038]
【權(quán)利要求】
1.煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，其特征在于:主要成分為Ti0241%~49%，TFe31%~34%；FeO0.3% ~2%, Fe20342% ~47%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，其特征在于:粒度為5mm~20mm的鈦球團(tuán)礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，其特征在于:由下述原料制備:鈦精礦及占其總質(zhì)量0.5%~1.0%的有機成型添加劑；所述的有機成型添加劑由聚丙烯酰胺70%~98%和氧化鈣2%~30%混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦，其特征在于:所述的鈦精礦主要成分為 Ti0245% ~49%, TFe30% ~35% ；Fe030% ~38%, Fe2036% ~12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的煉高鈦渣用鈦球團(tuán)礦的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:配料，烘干，細(xì)磨混勻，滾動成型，氧化焙燒，冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的烘干溫度為500°C~700°C，烘干后鈦精礦的含水量為5%~7%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的細(xì)磨混勻是指將有機成型添加劑加入鈦精礦中并細(xì)磨至粒度< 0.075mm的鈦精礦質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于80%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的氧化焙燒是指將滾動成型的生球隨爐升溫至1150°C~1250°C，在焙燒爐中過剩氧含量9~14%的氧化氣氛中焙燒固結(jié)，均熱時間為60~ 120min。
【文檔編號】C22B1/24GK103834802SQ201410119162
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】趙一剛, 何建平, 曾永福 申請人:攀枝花一立礦業(yè)股份有限公司