钛铁矿湿法生产人造金红石新工艺.pdf

第62卷第4期
有色金属
Vol. 62. No 4
2010年11月
Nonferrous Metais
Nov.2010
钛铁矿湿法生产人造金红石新工艺
蒋伟,蒋训雄,汪胜东,范艳青',王海北,蒋开喜
冯林永,张登高,齐斌涛2
(1.北京矿冶研究总院,北京10070;2.重钢集团矿业有限公司太和铁矿,四川西昌615041)
摘要:针对攀西地区钛铁矿的特点即储量大、品位低、钙镁杂质含高,提出钛铁矿湿法生产人造金红石的新工艺:钛铁矿
细磨-多级逆流浸出。解决了盐酸再生与再生酸循环利用的衔接问题。采用低浓度盐酸多级浸出可得到TO2品位大于94%的人
造金红石产品。
关鍵词:冶金技术;钛铁矿;逆流浸出;金红石;常压浸出
中图分类号:F803.21;TF823文献标识码:A文章编号:1001-0211(201004-0052-05
我国是钛资源大国,但多数钛矿属于伴生矿,天矿缩分、细磨后进行化学分析,结果见表1。
然金红石储量极少。如攀枝花的钒钛磁铁矿,而且
表1钛铁矿化学成分
杂质元素如铁、硅、镁等与国外相比明显偏高。因此
Table I Ilmenite composition
造成钛的选冶回收率低下,无法得到高效资源利用。
组成
M
AL O
总F
由于杂质原因,难以为钛冶炼企业提供优质的富钛
含量/%47.781.00
310.8
1.9636.10
组成
原料,造成治炼成本偏高,污染较重。
含量/%·0.870.150.520.0113.01
日前生产人造金红石的方法主要有电热法、还
原锈蚀法和酸浸法-。电热法、还原锈蚀法以及1.2试验过程
硫酸浸出法均可除去钛精矿中的铁杂质,但难以除
原则工艺流程见图1。首先用气流磨将钛铁矿
去钙和镁等非铁杂质?,而盐酸则具有较强的杂质进行细磨活化,使之70%以上的粒度达到0.074mm
去除能力,但目前的盐酸法一般要求盐酸浓度高,并
以下。再在盐酸介质下进行常压浸出,使铁和钙、镁
通常采用加压浸出3,1-),因此,存在设备腐蚀严重、
等杂质进入溶液中,从而达到钛与杂质的分离,以提
再生盐酸难以循环的间题。
高TO2的品位。最后进行晶型转变,得到人造金红
为了克服现有技术的不足,提供一种以钛精矿
石型。浸出试验原理如式(I)~式(4)所示
为原料,特别是以钙镁杂质含量高的钛精矿为原料
在盐酸介质和常压条件下,制备高品位人造金红石
细活化
的方法。此种方法工艺和设备简单,钙镁等非铁杂
盐一一多久浸?
再生酸
质除去率高,人造金红石的TiO2含量高,浸出盐酸
浓度较低,便于盐酸再生系统的衔接及再生酸的循
过
盐酸再生
滤渣
洗涤液
环利用。
洗
洗渣
1实验方法
晶型转
副产品
1.1试验原料
人造会红石
试验用原料来源于攀西地区的钛铁矿,将钛铁
图1湿法制备人造金红石原则工艺流程
Fig. I Flowsheet for artificial rutile process
收稿日期:2009-12-2
by hydrometallt
By
基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2006A06Z128)
作者简介:蒋伟(1979-),男,四川蓬溪县人,工程师,碩士,主要
FeO?TiO2+2HCl→TiO2+FeCl2+H20(1
从事湿法冶金等等方面的研究。
Ca0?TiO2+2HCI→TO2+CaCl2+H20(2)
第4期
蒋伟等:钛铁矿湿法生产人造金红石新工艺
MgO?TiO2+2HCl→TiO2+MgCl2+H20(3)得的渣率比25%浓度的盐酸浸出所得的渣率低,即
MnO?TiO2+2HCl→Ti02+MnCl2+H20(4)钛铁矿在高浓度盐酸浸出体系中矿物杂质溶出量较
在浸出过程中TO2也被部分溶解,而当溶液的大,这间接表明经高浓度盐酸浸出后,杂质的去除率
酸浓度降低时溶解生成的 TTIOCI2又发生水解析出高,所得二氧化钛的品位较高。从TiO2的收率考
Ti02的水合物:Fe0?TiO2+4HCl-→TOCL2+FeC
虑,盐酸浓度增大,收率有所降低,主要是在高浓度
+2H20, TIOCI2÷(x+1)H20→TiO2?xH2O
盐酸环境下,部分可溶钛进人溶液体系所致
2HCl。
另外,通过液固比对比试验,当采用相同浓度盐
2试验结果与讨论
酸(试验采用30%的盐酸)浸出温度、浸出时间对
钛铁矿进行浸出时,液固比对浸出后渣中二氧化钛
我国钛资源主要集中在攀西地区,由于攀西地品位的影响较小。
区的钛铁矿中,钙镁含量较高,采用电热法、还原锈
肉此,采用盐酸直接浸出时,浸出酸度是影响浸
蚀法和酸浸法均难以制备出髙纯度的人造金红石,出渣中二氧化钛品位的关键因素,盐酸浓度越高,越
所以选择除杂能力较强的盐酸进行浸出除杂。
容易将钛铁矿中的铁、钙、镁、铝等杂质浸出成分直接
目前国内的盐酸再生工艺,无论是采用喷雾焙浸出,浸出渣中二氧化钛的品位就越高;当浸出液固
烧,还是流化床焙烧?,所得到的再生盐酸浓度比在4~6:1时,液固比对钛铁矿浸出的影响较小。
均难以达到22%以上-12。因此,如果浸出初始盐
所以,根据上述试验结果可知,釆用盐酸直接浸
酸质量浓度大于22%,则浸出后的再生盐酸将无法出时,一般要求盐酸浓度高、并通常采用加压浸出,
全部回用,部分废酸只能储存或外排,从而增加成本因此存在设备腐蚀严重、再生盐酸难以循环等问题。
和环境负担。鉴于此,着重研究如何降低浸出的初2.2多级逆流浸出
始盐酸浓度,以解决浸出系统与盐酸再生循环系统
直接浸出试验结果表明,采用盐酸直接浸出法
衔接的技术难题。
需采用高浓度盐酸才能得到高品位的人造金红石,
2.1直接浸出
但高浓度盐酸浸出后的废液无法全部循环利用,从
直接浸出试验条件为:钛铁矿100g,液固比而增加成本和环境负担。为了降低初始浸出酸度
4:1,在95~100℃条件下浸出4h。试验分别采用提出了多级逆流浸出工艺。
30%和25%盐酸进行直接浸出试验,并考察了相同
为了确定最佳工艺条件对浸出初始盐酸浓度、浸
盐酸浓度条件下的液固比对钛铁矿浸出的影响。试出温度、浸出时间以及浸出液固比进行了条件试验。
验结果见表2
2.1盐酸浓度对浸出的影响。试验条件:液固比
表2直接漫出试验结果
6:1,浸出温度95C,浸出时间4h,试验结果如表3
Table 2 Results of leaching by hydrochloric acid
所示。初始盐酸浓度试验结果表明,随着初始盐酸
HC浓度
人造金红石/%
编号
S
收率/%
浓度的增加,多级逆流浸出后,人造金红石Ti02的
品位逐渐提高,杂质含量逐渐降低。此外,在试验的
酸度范間内,人造金红石中的杂质含量较少,通过计
TTI-3
51.24
91.9598.61
算可知,铁、钙、镁的浸出率分别达到99%,93%,
98%以上