一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法与流程

1.本发明涉及冶金资源综合利用技术领域，具体而言，涉及一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法。

背景技术：

2.生产钒钛铁精矿的传统方法都是以矿山开采钒钛磁铁矿石为原料，经一段破碎，进入二段破碎，再进入一段球磨机，磁选，粒度分级，粗粒二段球磨，经磁选，重选，得到含铁48～56％的铁精矿和32～38％钛中矿，其中选出的钒钛磁铁精矿中的二氧化钛含量最低都在8％以上，最高的达18％以上，因该矿物晶体结构紧密，粒级极细，属极难选矿，现今的选矿工艺很难将钒钛磁铁精矿中钛分选出来，是造成铁精矿品位不能提高的主要原因，致使造成了钛资源的白白浪费。自攀西地区开采选矿炼铁至今，一直是没有解决的难题，由于钒钛磁铁精矿中钛含量高，致使高炉炉衬腐蚀严重，影响了炉衬的使用寿命，也造成了铁产能下降，炼铁成本升高，为了解决此难题，只能外购含钛低的铁精矿配合使用。因此，急需一种新工艺解决此难题。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决上述二氧化钛回收工艺太复杂、成本太高，且精矿含铁的品位难以得到提高，甚至处理工艺复杂的问题，本发明提供一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其可达到磁性铁与非磁性矿物及弱磁性矿物充分解离的目的，且工艺简单，可操作性强，生产成本低，可用于大规模生产。
4.本发明的实施例通过以下技术方案实现：
5.一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，包括以下步骤：将高钒钛磁铁矿精矿(tio2大于5％)与浓强碱在140～240℃、0.1-0.8p压力条件下进行搅拌反应，使钒钛磁铁矿精矿中的tio2、sio2、al2o3等进行反应，因而达到磁性矿物、非磁性矿物、弱磁性矿物分离的目的；然后通过一次过滤、水洗，二次过滤、水洗、磁选分离得铁精矿和弱磁非磁性矿混合物钛中矿。
6.本发明以高钛钒磁铁精矿(tio2大于5％)为原料，通过理化选矿技术，将钒钛磁铁矿精矿全铁的品位从55％左右，提高到62％以上，同时将钒钛磁铁矿精矿中钛的品位降低到4.5％以下，并回收从原钒钛磁铁精矿分离出来的tio2，回收回来的钛精矿含tio2品位大于35％。
7.进一步地，所述低钛钒钛磁铁精矿为含铁大于62％、含钛小于4.5％的钒钛磁铁矿精矿。
8.进一步地，所述浓强碱与钒钛磁铁精矿的液固比为(2～5):1；浓强碱的浓度为：70-85％。
9.进一步地，浓强碱包括氧氧化钾、氧氧化钠、氧氧化钙、氢氧化钡等。
10.本发明以碱循环、废酸中和、理化结合的分离技术，大大降低了生产能耗、简化了
生产过程、减少了设备投入、提高了工艺可操作性，为钒钛磁铁矿资源的综合利用及炼铁和钛白粉生产提供了一条有效途径。
11.本发明通过物理与化学相结合方法在常压温度下，通过机械强力高速搅拌作用，使钒钛磁铁精矿与高浓度强碱，如氢氧化钾溶液发生化学反应，来破坏矿物紧密的晶体结构，使的钒钛磁铁精矿中各种矿粒得到解离。且无需富氧、不用高压，由于发生反应是在常压温度下进行，充分保护了磁性铁物的化学性质不被破坏，通过磁选使磁性铁与非磁性矿物和弱磁性矿物得到分离，洗涤、过滤得到含铁量大于64％～65％的重介质产品，密度:4.9～5.1，磁性物含量大于98％，粒度-325目大于95％，磁性铁回收率99％；磁选分离，洗涤，脱水，得到的尾渣为富钛料，二氧化钛含量30～45％，可进一步生产高钛渣，也可直接用于钛白粉生产的原料，二氧化钛回收率75％以上，因此可对钒钛磁铁矿精矿的选矿深加工中就可以对大部分二氧化钛进行回收，实现综合利用。
12.本发明方法利用攀枝花钒钛磁铁精矿生产高密度重介质粉和富钛料为我国煤矿选煤企业和我国中石油、中石化企业石油天然气钻井液用高密度重介质的需求，提供了可靠的保障，也为攀钢集团公司提供了优质的炼铁原料，大大降低了企业的生产成本，同时，使钛资源得到回收利用。
13.本发明以强碱作为反应介质，尤其是氢氧化钾利用其活泼性质，在常压高温下，保护了磁性铁的化学性质不被破坏，而与易反应的矿物发生反应，通过机械强力搅拌达到了球磨机的磨矿效果，因而使得矿物晶体得到破坏，达到磁性铁与非磁性矿物及弱磁性矿物充分解离的目的。
14.进一步地，所述磁选包括以下步骤：(1)选铁：磨矿、弱磁分选；(2)选钛：选铁尾矿分级、粗粒级重选细粒级强磁选预选、磨矿、强磁、浮选。
15.进一步地，所述强磁分选及浮选包括以下步骤：
16.1)在磁场强度h＝0.5-1.0t、磁选细度为﹣0.20～﹣0.10mm占95％的条件下分离得到钛粗精矿与铁粗精矿；
17.2)将钛粗精矿中加入捕收剂、抑制剂，在浮选矿浆ph＝2.0～3.3的条件下，经过一次粗选、一次扫选及五次精选，获得钛精矿产品。
18.进一步地，步骤2)中浮选给矿粒度为﹣0.08～﹣0.06mm，重量比占70％～80％。
19.进一步地，所述捕收剂包括st-01、st-04、苄基砷酸、水杨羟肟酸、油酸中的任意一种或几种。
20.进一步地，所述抑制剂包括草酸、羧甲基纤维素、水玻璃、六偏磷酸钠中的任意一种或几种。
21.进一步地，步骤2)中第一次粗选时，捕收剂用量为800～1200g/t、抑制剂用量为450～500g/t；且扫选、第一次精选时捕收剂及抑制剂用量均依次减半。
22.进一步地，步骤2)中后续的精选过程中仅添加捕收剂，且用量依次减半。
23.本发明在强磁分选及浮选中通过将钛粗精矿以st作为捕收剂、羧甲基纤维素作为抑制剂在浮选矿浆ph＝2.0～3.3，尤其是ph＝3的条件下，经过一次粗选一次扫选五次精选的浮选闭路工艺流程，可获得更高品位的tio2，回收率更高。
24.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
25.1、本发明方法利用攀枝花钒钛磁铁精矿生产高密度重介质粉即铁精矿和富钛料
为我国煤矿选煤企业和我国中石油、中石化企业石油天然气钻井液用高密度重介质的需求，提供了可靠的保障，也为攀钢集团公司提供了优质的炼铁原料，大大降低了企业的生产成本，同时，使钛资源得到回收利用。
26.2、本发明以强碱作为反应介质，尤其是氢氧化钾利用其活泼性质，在常压高温下，保护了磁性铁的化学性质不被破坏，而与易反应的矿物发生反应，通过机械告诉强力搅拌达到了球磨机的磨矿效果，因而使得矿物晶体得到破坏，达到磁性铁与非磁性矿物及弱磁性矿物充分解离的目的。
27.3、本发明工艺简单，可操作性强，生产成本低，可用于大规模生产，无废弃物，矿产品综合利用率高，经济实用性价值高，无需其他辅助材料或严苛的工艺条件，且反应介质可循环利用，清洁生产，无环境污染。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
29.下面对本发明实施例提供的一种利用攀西地区钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法进行具体说明。
30.实施例1
31.一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高密度重介质粉和富钛料的方法，包括以下步骤：
32.(1)将高钒钛磁铁矿精矿与浓度为75％的氢氧化钾，固液比为1：3，在185℃、0.2p压力条件下进行搅拌反应1小时，使钒钛磁铁矿精矿中的tio2、sio2、al2o3等进行反应，因而达到磁性矿物、非磁性矿物、弱磁性矿物分离的目的；
33.(2)通过磁选、过滤、洗涤、中和、脱水，得到低钛钒钛磁铁精矿和tio2富钛料即钛中矿。
34.具体地，磁选包括以下步骤：(1)选铁：磨矿、弱磁分选；(2)选钛：选铁尾矿分级、粗粒级重选细粒级强磁选预选、磨矿、强磁、浮选。
35.进一步地，强磁分选及浮选包括以下步骤：
36.1)在磁场强度h＝0.8t、磁选细度为﹣0.15mm占95％的条件下分离得到钛粗精矿；
37.2)将钛粗精矿中加入st-01捕收剂、羧甲基纤维素作为抑制剂，在浮选矿浆ph＝3.0的条件下，经过一次粗选、一次扫选及五次精选，获得钛精矿产品。
38.本实施例得到的钒钛磁铁矿精矿中铁含量65％，密度:5.1，磁性物含量大于98％，粒度-325目的占比98％，磁性铁回收率99％；富钛料的二氧化钛含量45％。
39.实施例2
40.一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高密度重介质粉和富钛料的方法，包括以下步骤：
41.(1)将高钒钛磁铁矿精矿与浓度为75％的氢氧化钾，固液比为1：2，在160℃、0.1p压力条件下进行搅拌反应2小时，使钒钛磁铁矿精矿中的tio2、sio2、al2o3等进行反应，因而达到磁性矿物、非磁性矿物、弱磁性矿物分离的目的；
42.(2)通过磁选、过滤、洗涤、中和、脱水，得到低钛钒钛磁铁精矿和tio2富钛料即钛
中矿。
43.具体地，磁选包括以下步骤：(1)选铁：磨矿、弱磁分选；(2)选钛：选铁尾矿分级、粗粒级重选细粒级强磁选预选、磨矿、强磁、浮选。
44.进一步地，强磁分选及浮选包括以下步骤：
45.1)在磁场强度h＝0.5t、磁选细度为﹣0.20mm占95％的条件下分离得到钛粗精矿；
46.2)将钛粗精矿中加入st-01捕收剂、草酸作为抑制剂，在浮选矿浆ph＝2.0的条件下，经过一次粗选、一次扫选及五次精选，获得钛精矿产品。
47.本实施例得到的钒钛磁铁矿精矿中铁含量64％，密度:4.9，磁性物含量大于98％，粒度-325目的占比96％，磁性铁回收率99％；富钛料的二氧化钛含量35％。
48.实施例3
49.一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高密度重介质粉和富钛料的方法，包括以下步骤：
50.(1)将高钒钛磁铁矿精矿与浓度为75％的氢氧化钾，固液比为1：5，在240℃、0.6p压力条件下进行搅拌反应0.5小时，使钒钛磁铁矿精矿中的tio2、sio2、al2o3等进行反应，因而达到磁性矿物、非磁性矿物、弱磁性矿物分离的目的；
51.(2)通过磁选、过滤、洗涤、中和、脱水，得到低钛钒钛磁铁精矿和tio2富钛料即钛中矿。
52.具体地，磁选包括以下步骤：(1)选铁：磨矿、弱磁分选；(2)选钛：选铁尾矿分级、粗粒级重选细粒级强磁选预选、磨矿、强磁、浮选。
53.进一步地，强磁分选及浮选包括以下步骤：
54.1)在磁场强度h＝1.0t、磁选细度为﹣0.10mm占95％的条件下分离得到钛粗精矿；
55.2)将钛粗精矿中加入st-04捕收剂、六偏磷酸钠作为抑制剂，在浮选矿浆ph＝3.3的条件下，经过一次粗选、一次扫选及五次精选，获得钛精矿产品。
56.本实施例得到的钒钛磁铁矿精矿中铁含量65％，密度:5.0，磁性物含量大于98％，粒度-325目的占比97％，磁性铁回收率99％；富钛料的二氧化钛含量40％。
57.实施例4
58.一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高密度重介质粉和富钛料的方法，包括以下步骤：
59.(1)将高钒钛磁铁矿精矿与浓度为75％的氢氧化钾，固液比为1：4，在140℃、0.4p压力条件下进行搅拌反应1.5小时，使钒钛磁铁矿精矿中的tio2、sio2、al2o3等进行反应，因而达到磁性矿物、非磁性矿物、弱磁性矿物分离的目的；
60.(2)通过磁选、过滤、洗涤、中和、脱水，得到低钛钒钛磁铁精矿和tio2富钛料即钛中矿。
61.具体地，磁选包括以下步骤：(1)选铁：磨矿、弱磁分选；(2)选钛：选铁尾矿分级、粗粒级重选细粒级强磁选预选、磨矿、强磁、浮选。
62.进一步地，强磁分选及浮选包括以下步骤：
63.1)在磁场强度h＝0.9t、磁选细度为﹣0.16mm占95％的条件下分离得到钛粗精矿；
64.2)将钛粗精矿中加入st-01捕收剂、水玻璃作为抑制剂，在浮选矿浆ph＝2.5的条件下，经过一次粗选、一次扫选及五次精选，获得钛精矿产品。
65.本实施例得到的钒钛磁铁矿精矿中铁含量65％，密度:5.0，磁性物含量大于98％，粒度-325目的占比95％，磁性铁回收率99％；富钛料的二氧化钛含量43％。
66.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钒钛磁铁矿精矿与浓强碱在140～240℃、0.1-0.8p压力条件下搅拌反应0.5～2小时，然后通过一次过滤、水洗，二次过滤、水洗、磁选分离得铁精矿和弱磁非磁性矿混合物钛中矿。2.根据权利要求1所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，所述铁精矿为四氧化三铁的强磁性铁的混合物，所述弱磁性矿物和非磁性混合物钛中矿为三氧化二铁与二氧化钛的混合物。3.根据权利要求1所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，所述浓强碱与钒钛磁铁精矿的液固比为(2～5):1；浓强碱的浓度为：70-85％。4.根据权利要求1所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，所述磁选包括以下步骤：磨矿、弱磁分选、分级、强磁分选及浮选。5.根据权利要求4所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，所述强磁分选及浮选包括以下步骤：1)在磁场强度h＝0.5-1.0t、磁选细度为﹣0.20～﹣0.10mm占95％的条件下分离得到钛粗精矿与铁粗精矿；2)将钛粗精矿中加入捕收剂、抑制剂，在浮选矿浆ph＝2.0～3.3的条件下，经过一次粗选、一次扫选及五次精选，获得钛精矿产品。6.根据权利要求5所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，步骤2)中浮选给矿粒度为﹣0.08～﹣0.06mm，重量比占70％～80％。7.根据权利要求5所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，所述捕收剂包括st-01、st-04、苄基砷酸、水杨羟肟酸、油酸中的任意一种或几种。8.根据权利要求5所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，所述抑制剂包括草酸、羧甲基纤维素、水玻璃、六偏磷酸钠中的任意一种或几种。9.根据权利要求5所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，步骤2)中第一次粗选时，捕收剂用量为800～1200g/t、抑制剂用量为450～500g/t；且扫选、第一次精选时捕收剂及抑制剂用量均依次减半。10.根据权利要求1所述的利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，其特征在于，步骤2)中后续的精选过程中仅添加捕收剂，且用量依次减半。

技术总结

本发明涉及冶金资源综合利用技术领域，基于解决现有二氧化钛回收工艺太复杂、成本太高，且精矿含铁的品位难以得到提高，甚至处理工艺复杂的问题，本发明提供一种利用钒钛磁铁矿精矿生产高品位铁精矿和钛中矿的方法，包括以下步骤：将高钒钛磁铁矿精矿与浓强碱在140～240℃、0.1-0.8p压力条件下进行搅拌反应，使钒钛磁铁矿精矿中的TiO2、SiO2、AL2O3等进行反应，因而达到磁性矿物、非磁性矿物、弱磁性矿物分离的目的；然后通过磁选、过滤、洗涤、中和、脱水，得到低钛钒钛磁铁精矿和TiO2富钛料。其可达到磁性铁与非磁性矿物及弱磁性矿物充分解离的目的，且工艺简单，可操作性强，生产成本低，可用于大规模生产。可用于大规模生产。