一種金紅石微團的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金紅石微團的制備方法，該方法通過團聚設(shè)備實現(xiàn)金紅石微團的制備；團聚設(shè)備包括團聚室，團聚室底部設(shè)有空氣分散器、頂部設(shè)有團聚液噴頭；將微米級金紅石顆粒加入到團聚室中，通過空氣分散器引入熱空氣，使所述微米級金紅石顆粒分散、懸浮在團聚室中，同時通過團聚液噴頭噴灑團聚液，所述微米級金紅石顆粒在團聚液作用下逐步團聚長大，并被熱空氣干燥，即得粒度滿足80～120μm粒級含量大于70％，水分含量低于1％的金紅石微團，且紅石微團流動性好、粒度分布均勻，滿足沸騰氯化工藝對以金紅石為原料的要求。
【專利說明】
一種金紅石微團的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種將超細(xì)粒金紅石精礦制備成微團的方法，特別涉及通過設(shè)計一種 團聚設(shè)備，利用團聚法制備粒徑均勻、流動性好的金紅石微團，滿足沸騰氯化的要求;屬于 鈦冶金技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 金屬鈦被譽為僅次于鋼鐵和鋁的正在崛起的"第三金屬"、"太空金屬"和"海洋金 屬"，廣泛應(yīng)用在航空航天、艦船、能源、武器、石油化工、輕工、建筑、汽車、海水淡化、醫(yī)療等 行業(yè)。近年來我國鈦工業(yè)飛速發(fā)展，但我國含鈦礦產(chǎn)資源日益短缺。因此，高效利用含鈦資 源，對我國鈦工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。
[0003] 我國金紅石的儲量豐富，截止目前，已探明儲量為1.53 X107t。金紅石礦資源絕大 部分為低品位的原生礦，其儲量占全國金紅石資源的86%。與國外相比，我國原生金紅石礦 品位低、嵌布粒度細(xì)、礦石成分復(fù)雜，致使金紅石需細(xì)磨至約30μπι才能使其有效的單體解離 而用于選礦，因此，要獲得高品位的鈦精礦，需將其磨細(xì)至粒度特別細(xì)，但粒度微細(xì)的金紅 石精礦對后續(xù)加工帶來難度。
[0004] 由于天然金紅石精礦高鈦、低鈣鎂的特點，在國外沸騰氯化法已成為金紅石冶煉 主流工藝。世界上多數(shù)海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)都采用沸騰氯化法。國內(nèi)外對沸騰氯化工藝已開展 很多研究，結(jié)果表明礦石粒度對金紅石氯化率影響十分顯著，研究認(rèn)為適宜的粒徑為100μπι 左右，且顆粒粒徑分布、球型度是形成良好流態(tài)化的重要條件之一，在滿足顆粒大小的要求 下，粒度分布應(yīng)盡量均勻。對于選礦獲得的粒度太細(xì)金紅石精礦，不能直接用于沸騰氯化焙 燒，應(yīng)將其制備成平均粒徑為100Μ1的微團，以滿足沸騰氯化法對粒度的要求。
[0005] 常規(guī)礦石制粒方法有兩種：圓盤造球法和圓筒制粒法。但制粒后的小球粒度難以 滿足100μπι的要求，因為在滾動過程中，小球易碰撞兼并成大球。因此，開發(fā)一種新的超細(xì)粒 金紅石制粒的工藝，具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有金紅石微團制備技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是在于提供一種粒度分 布均勻、流動性好，粒度滿足沸騰氯化要求的金紅石微團的制備方法。
[0007] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種金紅石微團的制備方法，該方法通過 團聚設(shè)備實現(xiàn)金紅石微團的制備;所述的團聚設(shè)備包括團聚室，所述團聚室底部設(shè)有空氣 分散器、頂部設(shè)有團聚液噴頭；
[0008] 將微米級金紅石顆粒加入到團聚室中，通過空氣分散器引入熱空氣，使所述微米 級金紅石顆粒分散、懸浮在團聚室中，同時通過團聚液噴頭噴灑團聚液，所述微米級金紅石 顆粒在團聚液作用下逐步團聚長大，并被熱空氣干燥，即得金紅石微團。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案主要充分利用熱空氣將微米級超細(xì)金紅石顆粒分散、懸浮在團 聚室中，而在氣流作用下，顆粒間發(fā)生相互碰撞，并且在團聚劑的粘結(jié)作用下，逐步團聚長 大，同時熱空氣還起到干燥作用，能使團聚劑快速干燥，防止金紅石微團之間進一步相互團 聚成大球團，保證了獲得的金紅石微團的粒徑均勻，流動性好。
[0010]優(yōu)選的方案，微米級金紅石在團聚室中的體積充填率為2%~6%。
[0011]較優(yōu)選的方案，微米級金紅石粒度滿足-30M1粒級質(zhì)量百分比含量在75%以上。
[0012] 優(yōu)選的方案，熱空氣噴入速率為：
[0013] U = Umf+(0 · llm/s~0 · 19m/s); (U優(yōu)選在0 · 15~0 · 23m/s范圍內(nèi)）
[0014] 其中，
[0016] Umf為顆粒懸浮的臨界氣流速度；
[0017] d為顆粒體積平均粒徑，d = 17ym;
[0018] pP:金紅石比重，ρΡ = 4·2Χ 103kg/m3;
[0019] p:空氣比重，p = l.〇kg/m3;
[0020] μ:空氣粘度，μ=μ = 2·28Χ 10-6g/cm · s;
[0021] Κ、α為常數(shù)，其分別為 Κ = 4· 7673 ΧΙΟ-6，α = 〇· 71635±0· 02213。
[0022] 較優(yōu)選的方案，熱空氣溫度為80°C~120°C。
[0023] 優(yōu)選的方案，團聚液包含羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、改性淀粉鈉中的至少一種 團聚劑。
[0024] 較優(yōu)選的方案，團聚液中團聚劑的質(zhì)量百分比濃度為0.4%~1 %。
[0025] 進一步選的方案，所述團聚劑的相對用量為微米級金紅石顆粒質(zhì)量的0.2%~ 0.4%〇
[0026]優(yōu)選的方案，所述微米級金紅石顆粒經(jīng)過團聚50~80min后，獲得粒度滿足80~ 120μπι粒級質(zhì)量百分比含量在70%以上的金紅石微團。
[0027] 較優(yōu)選的方案，團聚室側(cè)壁設(shè)有原料入口及風(fēng)力分級機，微米級金紅石顆粒從原 料入口進入團聚室，在團聚室中團聚長大，生成金紅石微團，滿足80~120μπι粒級的金紅石 微團通過風(fēng)力分級機分離。
[0028] 本發(fā)明方法獲得的金紅石微團水分含量低于1 %。
[0029]相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果：
[0030] (1)本發(fā)明的金紅石微團的制備通過特殊的團聚設(shè)備實現(xiàn)，使制粒、干燥及分級工 藝一體化，相對現(xiàn)有技術(shù)，大大簡化了工藝步驟，操作簡單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，且團聚 設(shè)備設(shè)置簡單，實用性強，操作可控，在金紅石微團的制備工業(yè)具有很好的應(yīng)用前景
[0031] (2)本發(fā)明的方法獲得的金紅石微團粒度滿足80~120μπι粒級的質(zhì)量百分比含量 達到70%以上，且水分含量低于1 %。
[0032] (3)本發(fā)明的方法充分利用熱空氣流將微米超細(xì)粒金紅石分散、懸浮，并進一步實 現(xiàn)其通過碰撞、團聚和干燥，可獲得粒度分布均勻、流動性好，粒度滿足沸騰氯化要求的微 團。
【附圖說明】
[0033]【圖1】為本發(fā)明的團聚設(shè)備簡圖；1為團聚室，2為團聚液噴頭，3為風(fēng)力分級機，4為 空氣分散器，5為原料入口。
【具體實施方式】
[0034]下面實例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
[0035]具體操作方法：
[0036] 實例采用的金紅石精礦的化學(xué)成分及粒度組成見表1和表2。金紅石微團制備的團 聚設(shè)備如圖1。
[0037] 本發(fā)明的團聚設(shè)備主體為團聚室，團聚室底部設(shè)有空氣分散器、頂部設(shè)有團聚液 噴頭。團聚室側(cè)壁設(shè)有原料入口，與原料入口相對的側(cè)壁設(shè)有風(fēng)力分級機。微米級金紅石顆 粒從原料入口進入團聚室，熱空氣通過引風(fēng)機從空氣分散器進入團聚室，而團聚液從團聚 液噴頭噴入，生成的金紅石微團通過風(fēng)力分級機引出，分級。
[0038]表1原料金紅石的主要化學(xué)成分（％ )
[0040] 表2原料的粒度組成（％ )
[0041]
[0042] 實施例1
[0043] 在團聚室中加入-30μπι含量為79.42 %的超細(xì)金紅石顆粒，使得其在團聚室中的填 充率為2.0%，從團聚室底部導(dǎo)入溫度為120°C的熱風(fēng)，氣流速率為U = 0.15m/s，在團聚室上 部噴加團聚劑溶液，團聚劑為羧甲基纖維素鈉，添加量為金紅石質(zhì)量的0.2%，團聚劑溶液 的質(zhì)量濃度為〇. 4%，在上述條件下，團聚50min獲得金紅石微團。得到微團粒級為80~120μ m的含量為71.1 % (見表3)。
[0044] 實施例2
[0045] 在團聚室中加入_30μπι含量為79.42 %的超細(xì)金紅石顆粒，使得其在團聚室中的填 充率為4.0%，從團聚室底部導(dǎo)入溫度為100°C的熱風(fēng)，氣流速率為U = 0.19m/s，在團聚室上 部噴加團聚劑溶液，團聚劑為羧甲基纖維素鈉，添加量為金紅石質(zhì)量的0.3%，團聚劑溶液 的質(zhì)量濃度為〇. 7%，在上述條件下，團聚65min獲得金紅石微團。得到微團粒級為80~120μ m的含量為76.5%(見表3)。
[0046] 實施例3
[0047] 在團聚室中加入-30μπι含量為79.42 %的超細(xì)金紅石顆粒，使得其在團聚室中的填 充率為6.0%時，從團聚室底部導(dǎo)入溫度為80°C的熱風(fēng)，氣流速率為U = 0.23m/s，在團聚室 上部噴加團聚劑溶液，團聚劑為羧甲基纖維素鈉，添加量為金紅石質(zhì)量的0.4%，團聚劑溶 液的質(zhì)量濃度為1.0%，在上述條件下，團聚80min獲得金紅石微團。得到微團粒級為80~ 120μπι的含量為72.3% (見表3)。
[0048]表3不同工藝條件下的微團粒級為80~120μπι的含量
[0049]
【主權(quán)項】
1. 一種金紅石微團的制備方法，其特征在于:通過團聚設(shè)備實現(xiàn)金紅石微團的制備;所 述的團聚設(shè)備包括團聚室，所述團聚室底部設(shè)有空氣分散器、頂部設(shè)有團聚液噴頭； 將微米級金紅石顆粒加入到團聚室中，通過空氣分散器引入熱空氣，使所述微米級金 紅石顆粒分散、懸浮在團聚室中，同時通過團聚液噴頭噴灑團聚液，所述微米級金紅石顆粒 在團聚液作用下逐步團聚長大，并被熱空氣干燥，即得金紅石微團。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述的微米級金紅石在 團聚室中的體積充填率為2 %~6 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述的微米級金紅石粒 度滿足-30μπι粒級質(zhì)量百分比含量在75%以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于： 所述的熱空氣引入速率為： U = Umf+(0. llm/s~0· 19m/s); 其中，Umf為顆粒懸浮的臨界氣流速度； d為顆粒體積平均粒徑，d = 17μηι; Pp:金紅石比重，Pp = 4.2X103kg/m3; Ρ:空氣比重，P=I .Okg/m3; μ:空氣粘度，μ = 2·28Χ 10-6g/cm · s; Κ、α為常數(shù)，其分別為 Κ = 4· 7673 ΧΙΟ-6，α = 〇· 71635±0· 02213。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述的熱空氣溫度為80 。(:~120。。。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述的團聚液包含羧甲 基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、改性淀粉鈉中的至少一種團聚劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述的團聚液中團聚劑 的質(zhì)量百分比濃度為0.4%~1 %。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述團聚劑的相對用量 為微米級金紅石顆粒質(zhì)量的0.2%~0.4%。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于:所述的微米 級金紅石顆粒經(jīng)過團聚50~80min后，獲得粒度滿足80~120μπι粒級質(zhì)量百分比含量在70% 以上的金紅石微團。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金紅石微團的制備方法，其特征在于：團聚室側(cè)壁設(shè)有原料 入口及風(fēng)力分級機，微米級金紅石顆粒從原料入口進入團聚室，在團聚室中團聚長大，生成 金紅石微團，滿足80~120μπι粒級的金紅石微團通過風(fēng)力分級機分離。
【文檔編號】C22B1/244GK105886756SQ201610311755
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】甘敏, 范曉慧, 陳許玲, 周訓(xùn)偉, 姜濤, 李光輝, 袁禮順, 呂薇, 季志云, 周陽, 黃柱成, 楊永斌, 郭宇峰, 李騫, 張元波, 田志遠, 李強, 汪國靖
【申請人】中南大學(xué)