專利名稱：微波加熱氧化焙燒制取人造金紅石的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制取人造金紅石的方法，具體的說是一種微波加熱高鈦渣制取人造 金紅石的方法。屬于冶金制備技術領域。
二背景技術：
目前，國內外天然金紅石、人造金紅石等氯化法鈦白的原料特別緊缺，且天然金紅 石儲量驟減，所以對人造金紅石的需求越來越大。公知的人造金紅石生產方法主要有-還原銹蝕法、鹽酸浸出法和硫酸浸出法，而這些方法都是用鈦鐵礦作為原料。以鈦鐵礦 做原料生產人造金紅石過程中廢液、廢渣、廢氣產出大，工藝流程長、能耗多。因此， 用高鈦渣代替鈦鐵礦生產人造金紅石已成為一種趨勢。高鈦渣與鈦鐵砂礦和鈦精礦相比 具有鈦含量高、"三廢"處理量少、產品品質穩(wěn)定等優(yōu)勢。中國專利CN1919740A介紹了 一種用高鈦熔渣生產人造金紅石的方法，它采用以下三個步驟即將盛裝在渣罐中的鈦
渣經加熱熔化，再向渣罐中加入添加劑的同時或之后，對熔渣中噴吹氧化性氣體，使鈦 組分選擇性地富集于金紅石相中，然后控制降溫速率使熔渣冷卻至室溫，使金紅石相選 擇性長大，最后將冷卻的凝渣經破碎，磨細，采用濕法冶金分離的方法或選礦分離的方
法，將凝渣中的金紅石相分離出來，得到Ti02品位》85wt。/。的人造金紅石。該流程設 計工藝復雜，能耗較高，得到產品成本較高。專利號為CN1710122A的中國專利介紹了 一種初級富鈦料制取金紅石型富鈦料的方法，利用微波輻射加熱高鈣鎂初級富鈦料，加 入浸出劑鹽酸和添加劑氟氫酸銨進行微波酸浸，制得含Ti02浸出渣和含鈣鎂鐵等的氯化 物的浸出液，浸出渣經過濾洗滌和微波煅燒制得Ti02品位達到96。/。以上，CaO+MgO< 0.4%金紅石型富態(tài)料。該專利原料是用鈣鎂含量較高、Ti02品位較低的富態(tài)料，要想制 得品位較高的人造金紅石，必須經過酸浸，這必然會使整個生產人造金紅石的成本增加， 并且給環(huán)境帶來污染。
三
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種微波加熱高鈦渣制取人造金紅石的方法。以高鈦渣作為原 料經破碎后用微波加熱，控制溫度為850-950°C，并在該溫度下保持時間20-40min，然 后冷卻至室溫，制得TK)2品位為卯wt。/。以上的人造金紅石。
發(fā)明按以下步驟完成
(1) 以高鈦渣為原料，并將其破磨至粒度《0.250mm，所述的高鈦渣的化學組成中 鈦的氧化物含量^92wtV。，鐵和鐵的氧化物含量》2wt。/。；
(2) 將破磨后原料放入微波反應器的中，通入氧氣，通氧量為20-500ml/min，使其 內部始終保持在氧化氣氛下，通過調節(jié)微波輸出功率，保持升溫速率為100-200'C/min， 升溫至850-950'C，并在該溫度下保持20-40min，然后冷卻至室溫，制得Ti02品位為 90 wt。/。以上的人造金紅石。
通過氧化焙燒可使高鈦渣中低價鈦氧化成Ti02,實現鈦組分的富集，使金紅石相長 大和粗化，同時由于微波加熱可以提高高鈦渣礦物表面的活性，并脫出硫和碳，使其達 到人造金紅石優(yōu)級品的標準。
反應過程機理如下
TK)2的晶型轉變Ti02(s、 A型)====1102(8、 R型)
硫化亞鐵的脫硫反應FeS+02—FeO+S02T
低價鈦的氧化反應Ti2O3+0.5O2—2TiO2 Ti3O5+0.5O2~>3TiO2
本發(fā)明具有以下積極效果
(1) 本發(fā)明流程簡單，成本低，需要的設備簡單，易產業(yè)化；
(2) 高鈦渣中銳鈦礦在微波加熱下具有很高的轉化速率，可以在20分鐘內全部轉 化為金紅石；
(3) 采用微波加熱形式，可以在較低的溫度下實現Ti02的晶型轉變，微波加熱可 以提高高鈦渣礦物表面的活性，使硫和碳的含量都低于優(yōu)級人造金紅石的國家標準。具體實施例方式
實施例l:稱取100g高鈦渣，渣的化學組成為鈦的氧化物含量為92.98 Wt%, S 0.05 wt %, P0.018 wt %， C 0.0S8 wt%，鐵和鐵的氧化物為5.26 wt %。將原料磨 細至粒度50.250 1111,然后將原料放入微波頻率為2450MHz的微波反應器中，通氧量為 50ral/min，使其內部始終保持在氧化氣氛下。升溫速率為10(TC/min,加熱至溫度為850°C 并在該溫度下保持時間40min，然后冷卻至室溫，得到Ti02品位為卯.13wt。/。，硫 0.028wt%，磷0.016wtn/。，碳0.035wt。A的人造金紅石，均超過國家優(yōu)級人造金紅石標準。 可用于生產電焊條或高檔鈦白粉的原料。
實施例2:稱取500g高鈦渣,渣的化學組成為鈦的氧化物含量為93.89 wt%，S 0.046 wt %， P 0.014 wt %, C 0.049 wt。/。和鐵和鐵的氧化物為4.16 wt %。將原料磨細至 粒度^0.250111111,然后將原料放入微波反應器中，通氧量為100ffll/min,升溫速率為 150°C/min，加熱至溫度為卯O'C，并在該溫度下保持時間30min，然后冷卻至室溫，得 到TK)2品位為91.77wt。/b，硫0.021wt。/。，磷0.013wt。/。，碳0.027wt。/o的人造金紅石？
實施例3:稱取1000g高鈦渣，渣的化學組成為鈦的氧化物含量為94.72 wt%, S 0.035 wt%， P 0.012 wt%， C 0.036 wt %和鐵和鐵的氧化物為2.87 wt%。將原料磨 細至粒度《0.250111111，通入氧氣，通氧量為200ml/min，使升溫速率為200'C/min，加熱 至溫度為95(TC并在該溫度下保持時間20min，然后冷卻至室溫，得到Ti02品位為 92.49wt%,硫0.018wtV。，磷0.011wt%，碳0.015wt。/。人造金紅石。即可用于生產電焊 條或高檔鈦白粉的原料。
權利要求
1、微波加熱氧化焙燒制取人造金紅石的方法，其特征在于其按以下步驟完成(1)以高鈦渣為原料，并將其破磨至粒度≤0.250mm，所述的高鈦渣的化學組成中鈦的氧化物含量≥92wt％，鐵和鐵的氧化物含量≥2wt％；(2)將破磨后原料放入微波反應器的中，通入氧氣，通氧量為20-500ml/min，使其內部保持在氧化氣氛下，升溫速率為100-200℃/min，升溫至850-950℃，并在該溫度下保持20-40min，然后冷卻至室溫，制得人造金紅石。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制取人造金紅石的方法，屬于冶金制備技術領域。以高鈦渣作為原料經破碎后用微波加熱，控制溫度為850-950℃，并在該溫度下保持時間20-40min，然后冷卻至室溫，制得TiO₂品位為90wt％以上的人造金紅石。通過氧化焙燒可使高鈦渣中低價鈦氧化，實現鈦組分的富集，使金紅石相長大和粗化，同時由于微波加熱可以提高高鈦渣礦物表面的活性，在較低的溫度下實現TiO₂的晶型轉變，并脫出硫和碳。
文檔編號C01G23/00GK101186335SQ200710066478
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者張世敏, 彭金輝, 晉 陳, 菓 陳 申請人:昆明理工大學