钛铁矿盐酸加压浸出制备人造金红石试验研究

对典型钛铁矿的化学成分、物相组成和表面结构进行表征,X射线衍射(XRD)分析其结果表明,钛铁矿中主要的物相成分为FeTiO_3。根据钛铁矿的成分特点,采用还原焙烧-盐酸加压浸出法对钛铁矿进行浸出制备人造金红石,研究了预焙烧处理对于铁元素价态及浸出效果的影响。结果表明,弱氧化焙烧和还原焙烧均能够改善钛铁矿的理化性能,强化其浸出效果。最佳的预处理方式为还原焙烧,还原剂用量为8%,焙烧温度900℃,焙烧时间60 min。对于还原焙烧后的钛铁矿进行盐酸加压浸出研究,考察了浸出温度、浸出时间、盐酸浓度、液固比等因素对浸出效果的影响。盐酸加压浸出的最优条件为:浸出温度140℃,浸出时间4 h,盐酸浓度20%,液固比9∶1。此条件下得到的浸出渣煅烧所得金红石TiO_2含量可达93.45%。该工艺流程比较简单,能够有效地实现钛铁矿中杂质的分离,获得高品位的人造金红石产品。     

攀枝花钛资源制备沸腾氯化用富钛原料研究进展

攀枝花钛原料制备高品质富钛料是我国钛工业可持续发展的重要保障,而盐酸浸出法则是攀枝花钛铁矿制备高品质富钛料的最佳方法之一。早期开发的两大主流盐酸法流程(选冶联合加压工艺和预氧化一流态化常压浸出工艺)存在产品粉化严重及盐酸再生回收利用困难等问题。攀钢自主研发的流态化氧化一流态化还原一流态化常压浸出制备人造金红石工艺路线能有效解决上述问题,但此工艺存在原料粒度过细和富钛产品CaO、SiO_2杂质含量超标问题。采用钛精矿电炉熔炼冶炼钛渣,然后再通过盐酸法处理制备高品质富钛料的工艺可以解决攀枝花钛原料粒度过细问题,但此工艺会导致产品中CaO、SiO_2杂质含量超标和工业化放大困难的问题。通过优化现有选矿工艺,降低原料中的解离硅酸盐脉石,可以有效降低两条工艺路线所得产品的CaO、SiO_2杂质含量。     

盐酸浸出钛铁矿制人造金红石的技术研究

人造金红石的开发和利用已成为钛白粉生产的重要环节。通过研究提出"弱氧化-弱还原-加压浸出"制备人造金红石的方法。采用X射线衍射仪(XRD)对改性后钛铁矿进行了物相结构分析,采用X射线荧光光谱仪(XRF)对浸出的人造金红石进行了化学成分组成分析。实验结果表明:通过"弱氧化-弱还原-加压盐酸浸出"方法可以制备高品质可氯化人造金红石,当制备条件为:氧化温度为700℃、还原温度为580℃、浸出温度为155℃、浸出时间为6h、酸矿比为3∶1、盐酸浓度为22%时,可制备得到TiO_2为92.37%、TFe为1.55%,且浸出前后无明显粉化的人造金红石。该方法简单、低耗能,具有研究意义。     

氧化还原-盐酸浸出钛铁矿制备富钛料工艺研究

采用氧化还原-盐酸常压搅拌浸出法对钛铁矿进行选择性浸出,研究了氧化还原预处理对钛铁矿粒度、结构、表面形貌的影响,并考察了不同浸出条件对钛铁矿中Fe、Ti浸出率及浸出渣中Ti O_2品位的影响。结果表明,钛铁矿经过氧化还原后颗粒表面粗糙程度增加,粒径有所增大。采用1 000℃氧化1 h,800℃H2还原1 h的改性矿浸出,优化浸出条件为:液固比5∶1,盐酸浓度4 mol/L,反应温度90℃,浸出时间5 h。优化条件下Fe和Ti的浸出率分别为93.89%和3.28%,最终获得Ti O_2品位87.51%的富钛料,同时很好地保持了原矿的粒度。     

攀枝花钛渣盐酸浸出制备高品质富钛料

为解决攀枝花钛精矿粒度过细的问题,采用攀枝花钛精矿冶炼钛渣-氧化还原焙烧改性-盐酸浸出工艺制备高品质富钛料,为氯化法钛白粉生产提供优质原料。试验主要以常规钛渣为研究对象,借鉴钛精矿氧化还原焙烧参数对钛渣进行改性处理,通过考察浸出压力、添加剂和浸出方式对钛渣主体杂质相黑钛石M_3O_5固溶体的浸除效果来研究改性钛渣适宜的浸出工艺。结果表明,常压浸出对M_3O_5溶出效果差;添加剂可溶氯化盐、乙醇和金属铁粉不能有效提高M_3O_5浸除能力;二段浸出对钛渣浸出效果影响较小;加压浸出和搅拌浸出均有利于提高钛渣酸浸除杂(M_3O_5)效果,但都不能制备出合格的富钛料。这主要是由于钛渣改性残留较多的难溶黑钛石M_3O_5固溶体,结构较为致密,反应活性差所致。由于低品位钛渣改性处理后可能含较少的M_3O_5相,采用此种改性钛渣进行盐酸加压一段搅拌浸出(浸出条件为:145℃浸出7 h,浸出液固比为2∶1,盐酸浓度为20%),能获得w_(TiO_2)93%,w_(∑(CaO+MgO))1.5%的高品质富钛料,满足国内沸腾氯化原料要求。     

攀枝花钛渣和钛精矿在氧化还原改性-酸浸工艺中对比研究

制备高品质沸腾氯化富钛料是钛白生产中的重要环节。采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对攀枝花钛渣和钛精矿在氧化还原改性-盐酸法制备富钛料工艺进行了系统的对比研究。结果表明,钛铁矿和钛渣均保持致密结构,且都含有少量酸溶性差的硅酸盐相,但是两者的主要物相分别为酸溶性好的M2O3型固溶体(主要为Fe Ti O3)和酸溶性差的黑钛石M3O5型固溶体(包括Ti3O5,Mg2Ti O5和Fe Ti2O5等)。钛精矿经过改性后会变为多孔的Fe Ti O3,浸出反应活性非常高,常压浸出即可得到合格的沸腾氯化富钛料。而钛渣在现有的氧化还原-常压盐酸浸出工艺中的反应活性要比钛铁矿差很多,改性后钛渣仍有一定含量的难溶M3O5固溶体,且矿相致密结构未被完全破坏,常压浸出处理不能有效除杂,需要加压浸出才能得到高品位富钛料。另外,钛渣硅酸盐杂质相在整个改性和盐酸浸出过程中的变化不大。     

攀西钛精矿制备人造金红石研究

利用攀西地区储量丰富的高钙镁低品位钛铁矿制备符合沸腾氯化需要的高品质富钛料是推动钛行业发展的关键。通过对攀西钛铁矿矿物组成和结构等物相特性分析,提出了氧化还原改性-盐酸浸出制备人造金红石的方法。先在实验室进行工艺条件优化试验,确定了关键参数。在此基础上,进行了5 kt/a规模人造金红石的扩大试验。扩大试验实现了连续稳定运行,成功获得了满足沸腾氯化需要的优质人造金红石产品,其Ti O2≥90%,Ca O+Mg O≤1.0%。酸浸产生的废盐酸,采用喷雾焙烧技术得到了回收利用,实现了盐酸闭路循环,确保全流程无"三废"排放。最后,形成了"攀西钛铁矿流态化氧化—还原—常压浸出—废酸回收"制造人造金红石的成套工艺及操作制度。     

钛铁矿盐酸法生产人造金红石半工业扩大试验

针对攀西地区钛铁矿储量大、品位低、钙镁杂质含量高等特点,提出钛铁矿盐酸多级逆流浸出生产人造金红石新工艺。实现了盐酸常压浸出钛铁矿,降低了初始浸出酸浓度,解决了盐酸再生与循环利用的衔接问题。通过半工业扩大试验,制备的人造金红石TiO2品位大于94%,钛的直收率大于96%,人造金红石的粒度分布满足氯化钛白的要求。     

氧化还原—机械活化对攀西钛铁矿浸出行为的影响

研究了"氧化还原—机械活化—盐酸浸出"的方法对钛铁矿中主要杂质离子铁离子浸出行为的影响,并采用XRD、SEM/EDS对处理前后的矿物结构进行分析。结果表明:经过氧化还原—活化处理,钛铁矿的物相明显发生改变,铁迁移至表面,形成了富铁的新表面,表面变得疏松、凹凸不平,出现了大量的微裂缝,铁浸出率有了显著的提高。     

攀枝花钛精矿制取电焊条用还原钛铁矿粉的研究

攀枝花钛精矿经预氧化和未氧化矿的直接还原对比实验表明,钛精矿预氧化处理后还原的工艺流程,是适用于攀枝花矿制取还原钛铁矿粉的工艺流程。在合理的氧化焙烧工艺和还原工艺下,可获得符合GB5688—85规定的还原钛铁矿粉。用其涂制的电焊条焊接工艺性能和焊缝金属的化学成份,力学性能,均符合GB6117—85规定,是焊条制造业良好的辅料。     

攀枝花低硅钛精矿还原试验研究

以攀枝花低硅钛精矿为研究对象,研究氧化温度和时间对钛铁矿物相结构和还原的影响,同时对预氧化钛铁矿不同温度和时间下还原失重率和金属化率变化情况进行分析。研究结果表明:钛精矿的氧化在较短时间内可完成,随着氧化温度的升高,钛精矿主要物相变化过程为FeTiO_3→Fe_2O_3+TiO_2→Fe_2TiO_5+Fe_2O_3+TiO_2;在钛铁矿的还原过程中,还原温度和时间对钛铁矿还原的金属化率影响较大,在还原温度大于1 300℃,时间大于8 h后变化不明显;显微结构分析发现,高温还原后金属铁扩散发生聚集,形成球形和棒状金属铁颗粒,其尺寸大约为10μm。     

预氧化对岩矿型钛铁矿还原行为的作用机理研究

以攀枝花钛铁矿为试验对象,详细研究了预氧化对岩矿型钛铁矿还原行为的作用机理。结果表明,未处理的岩矿型钛铁矿的还原速率较慢,而预氧化能够有效提高还原速率。这是因为在预氧化矿还原前期会发生Fe~(3+)→Fe~(2+)(FeTiO_3)的快速转变反应。该反应会生成大量孔洞,破坏了钛铁矿的致密结构,有利于后续还原反应的进行。预氧化焙烧温度越高,焙烧时间越长,钛铁矿的还原速率越快。此外,预氧化还会使后续还原产生的金属Fe晶粒变小,分布变弥散。     

从失效催化剂中回收钯的试验研究

研究了采用氧化焙烧—还原—氯化浸出工艺流程从失效催化剂中回收钯,考察了焙烧温度、焙烧时间、还原剂种类及用量、氧化剂种类、盐酸浓度等对钯浸出率的影响。试验结果表明,失效催化剂在575℃下焙烧2h,控制还原剂水合肼(N2H4·H2O)用量为2.5g/L,以氯酸钠(NaClO3)作氧化剂(用量为3.0g/L),用5mol/L的盐酸进行浸出,钯浸出率在98%以上,二段浸出后,钯总回收率达99%以上。     

攀枝花钛铁矿氧化脱硫机理研究

氧化焙烧能够有效脱除钛铁矿中的有害元素S。对攀枝花钛铁矿中S元素的存在形式、氧化脱硫的工艺条件和脱硫机理进行了详细地研究。结果表明,攀枝花钛铁矿中大部分S以FeS形式存在,少量S固溶在FeTiO3和硅酸盐相中。在氧化焙烧过程中,钛铁矿中的FeS首先被脱除,然后才是固溶S被脱除。当氧化温度在650~750℃时,氧化焙烧仅发生FeS的脱除,脱硫反应速率快,钛铁矿脱硫率最高为85%~87%。固溶S的脱除需要更高的焙烧温度,且反应速率相对较慢。当氧化温度升至950~1 050℃时,钛铁矿经过60 min焙烧,即可脱除大部分FeS和固溶S,脱硫率达到96%~98%。     

攀枝花钛精矿中CaO赋存状态及对人造金红石品质的影响

采用XRD、扫描电镜对攀枝花钛精矿、攀枝花钛精矿制备人造金红石进行深度剖析,得出CaO在攀枝花钛精矿中主要与SiO2、MgO、FeO、TiO2等物质固溶于钛铁矿伴生相硅酸盐中。在生产人造金红石工艺中通过高温强氧化还原改性,盐酸浸出等方法均不能有效打破其结构,导致CaO在人造金红石产品中富集,影响产品质量。提出通过深度解粒,调整钛精矿选别工艺参数,可有效降低钛精矿中CaO含量,生产出高品质的人造金红石。也可通过高梯度磁选处理富钛料去除CaO杂质元素,生产满足国际大型沸腾氯化炉需要的人造金红石产品。     

还原—锈蚀法制取人造金红石

介绍了用还原—锈蚀法处理含 TiO_2 50%左右的钛铁矿制取人造金红石的主要技术条件及试验室试验结果。结果表明:所产酸洗富钛料 TiO_2含量可达96～97%,经氧化焙烧后得到含 TiO_2>90%的人造金红石。TiO_2回收率达85·24%。     

从包钢选矿厂尾矿中回收粗氧化钪的工艺研究

包钢尾矿采用CaCl_2+NaCl+碳粉混合焙烧—热浓盐酸浸出工艺,有效地将Sc_2O_3从尾矿中分离出来;浸出液采用铁粉还原—P204萃取—多级洗夹带—多级洗钛—反萃工艺,制备出的粗氧化钪产品氧化钪含量大于25%。     

含铼渣处理工艺研究

采用"氧化焙烧—碱焙烧—酸浸"工艺处理某含铼渣。在通氧浓度40%,600℃氧化焙烧焙烧6h时,铼的挥发率达98%以上;碱焙烧温度600℃,碱渣质量比3,焙烧时间5h时,钨的浸出率达到99.5%以上;浸出渣再经90℃、酸度2mol/L硫酸、质量液固比3的条件下浸出3h,镍、钴浸出率分别达到99.4%和99.2%,钽富集于酸浸渣中。     

高杂质钼铁合金氧化焙烧的研究

采用回转窑加热的方法对高杂质钼铁合金氧化焙烧进行了研究。研究发现，高杂质钼铁合金在350～450℃的温度下就开始软化。因此，氧化焙烧成败的关键是如何避免高杂质钼铁合金低温软化。为此，对氧化焙烧的工艺条件、工艺过程及添加剂进行了系统研究，获得了高杂质钼铁合金碳酸钠机械活化氧化焙烧的专利技术。实验结果表明，按高杂质钼铁合金中Mo，P，As，Si，V焙烧反应化学计量的0．7～0．8倍加入碳酸钠，机械活化后在空气中550～650℃焙烧1～2h，焙砂加水搅拌浸出，钼的浸出率达96％以上。     

焙烧制度对稀土精矿中铁、铝等杂质浸出行为的影响

以来自赣南某稀土冶炼企业的离子型稀土精矿为原料,应用电感耦合等离子体发射光谱仪、X射线衍射分析技术等手段,考察了焙烧温度、焙烧气氛对稀土精矿中铁、铝等杂质元素浸出的影响规律,并揭示了其作用机制。结果表明:氧化焙烧能降低铁、铝等杂质元素的浸出,特别是当焙烧温度超过1 300 ℃后,铁、铝浸出率不足5%,而还原焙烧不利于铁、铝等杂质固化,这是由于在氧化焙烧条件下,稀土精矿中铁、铝、硅等元素由易溶解的非晶物相转化为难溶的结晶物相,使得铁、铝等杂质多以含铝多元硅酸盐的形式被固化,从而抑制了铁、铝的浸出。无论是氧化焙烧,还是还原焙烧,在实验所考察范围内,焙烧温度对稀土浸出率影响不大。