一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法
阅读说明：本技术 一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法 (Method for producing titanium concentrate from chromium-containing ilmenite ) 是由 廖乾 张建文 马崇振 张胜广 刘恒发 曾尚林 梁汉 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法,包括下述的步骤：将由含铬钛铁矿预富集得到的含铬钛粗精矿,在脱水后进行焙烧处理,得到焙烧矿；将焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选和中磁磁选分段磁选工艺,得到TiO-(2)品位大于47％、Cr-(2)O-(3)杂质含量不大于0.10％的钛精矿,所述弱磁磁选在0.05～0.20T的磁场强度下进行,所述中磁磁选在0.25～0.45T的磁场强度下进行。本发明既能大大提高TiO-(2)品位,大幅度降低Cr-(2)O-(3)等杂质含量,获得高品质的钛精矿产品,满足后续深加工的要求,亦能有效控制和降低成本。(The invention discloses a method for producing titanium concentrate from chromium-containing ilmenite, which comprises the following steps: carrying out roasting treatment on the chromium-titanium-containing rough concentrate obtained by pre-enriching chromium-containing ilmenite after dehydration to obtain roasted ore; sequentially carrying out dry high-efficiency weak magnetic separation and medium magnetic separation and segmented magnetic separation on the roasted ore to obtain TiO 2 Grade greater than 47% and Cr 2 O 3 The method comprises the following steps of preparing titanium concentrate with the impurity content not more than 0.10%, carrying out weak magnetic separation under the magnetic field intensity of 0.05-0.20T, and carrying out medium magnetic separation under the magnetic field intensity of 0.25-0.45T. The invention can greatly improve TiO 2 Grade, greatly reduce Cr 2 O 3 And the content of impurities is equal, a high-quality titanium concentrate product is obtained, the requirement of subsequent deep processing is met, and the cost can be effectively controlled and reduced.)
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法。
背景技术
对于含铬的钛铁矿类型的资源(例如含铬钛铁矿矿石、含铬钛粗精矿)，由于钛铁矿和铬铁矿的密度、比磁化系数、导电性等物化性质相差较小，直接采用常规物理选矿方法难以实现两者的有效分离，导致钛精矿产品中铬含量超标。
中国专利“一种含有钛铁矿和铬铁矿矿石的分离方法”，采用氧化焙烧-干式中强磁选工艺，仅有实施例4提到将钛铁矿精矿中Cr2O3含量降低至0.15％，其它实施例均未涉及钛铁矿精矿中Cr2O3含量。中国专利“一种含有铬铁矿和钛铁矿矿石的分选装置及分选方法”，涉及用于焙烧的实验装置，焙烧矿经过干式中磁选(磁场强度为0.4T)，钛铁矿精矿中Cr2O3含量为0.23％。中国专利“分选高铬钛铁矿的方法和系统”，通过采用流态化焙烧处理和磁选处理相结合的方式，获得的钛精矿中Cr2O3含量不高于0.35％。
上述专利获得的钛铁矿精矿中，Cr2O3杂质含量远高于0.10％。此外，上述专利涉及到的焙烧矿的干式磁选工艺，均直接采用干式中磁选工艺，经本发明人研究发现，会造成磁团聚和磁夹杂影响加剧，对降低钛精矿中Cr2O3杂质含量带来不利影响。
钛精矿中Cr2O3杂质含量大于0.3％时，将导致氯化钛白生产等后续深加工工艺难以有效开展。中华人民共和国有色金属行业标准YS/T351-2015，亦明确规定了钛铁矿精矿产品中，Cr2O3杂质含量不大于0.10％。为此，研发一种含铬钛铁矿提钛降杂生产高品质钛精矿的方法，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法，提高TiO2品位，降低Cr2O3等杂质含量。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法，包括下述的步骤：
将由含铬钛铁矿预富集得到的含铬钛粗精矿，在脱水后进行焙烧处理，得到焙烧矿；
将焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选和中磁磁选分段磁选工艺，得到TiO2品位大于47％、Cr2O3杂质含量不大于0.10％的钛精矿，所述弱磁磁选在0.05～0.20T的磁场强度下进行，所述中磁磁选在0.25～0.45T的磁场强度下进行。
进一步的，所述预富集获得的含铬钛粗精矿，TiO2品位大于36％、Cr2O3含量大于1％。
进一步的，所述脱水是将水分降低至12％以下。
进一步的，所述焙烧处理焙烧温度为600～800℃，焙烧时间为10～30min。
进一步的，所述弱磁磁选在0.08～0.15T的磁场强度下进行。
进一步的，所述弱磁磁选机转速为30～40rpm，中磁磁选机转速为35～65rpm。
进一步的，所述弱磁磁选选别次数为1次，中磁磁选选别次数为1～3次。
进一步的，采用所述方法TiO2作业回收率达到85％以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明针对含铬钛铁矿，例如含铬钛铁矿矿石(原砂)、含铬钛粗精矿(重砂、毛矿)，通过常规物理选矿的方法，使目的矿物(含钛矿物)得到预富集，然后采用焙烧、高效干式弱磁-中磁分段磁选联合工艺，既能大大提高TiO2品位，大幅度降低Cr2O3等杂质含量，获得高品质的钛精矿产品，满足后续深加工的要求，亦能有效控制和降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一个具体实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图1所示在一个具体实施方式中，本发明由含铬钛铁矿生产钛精矿的方法，包括预富集、脱水、焙烧、分段磁选联合工艺。
(1)常规物理选矿方法预富集：对含铬的钛铁矿矿石可以通过常规物理选矿方法预富集。例如将含铬钛铁矿矿石(原砂)，采用重选和/或弱磁、强磁等湿式工艺进行分选处理，预先抛除大部分的脉石矿物，使含钛矿物得到预先富集，得到含铬钛粗精矿(重砂、毛矿)。为后续焙烧-磁选联合工艺提供原料的同时，也减少了焙烧物料量，有效控制和降低成本。
所述原矿矿石(原砂)中TiO2品位大于1％(wt％)，Cr2O3含量大于0.1％(wt％)。
所述常规物理选矿方法预富集，重选工艺采用螺旋溜槽完成，湿式弱磁磁选工艺，是在0.1～0.25T的磁场强度下进行，湿式强磁磁选工艺，是在0.3～1.0T磁场强度下进行。湿式弱磁磁选工艺与湿式强磁磁选工艺，选别次数均为1～2次。预富集工艺获得的含铬钛粗精矿(重砂矿、毛矿)，TiO2品位大于36％、Cr2O3含量大于1％。
(2)脱水处理：湿式工艺得到的含铬钛粗精矿，经过自然过滤或机械过滤，降低含铬钛粗精矿的水分。优选经过脱水处理，将水分降低至12％(wt％)以下。
(3)焙烧：将通过上述工艺得到的含铬钛粗精矿产品，采用回转窑、流态化床或沸腾炉焙烧。所述焙烧处理，优选是在焙烧温度600～800℃、焙烧时间10～30min条件下完成的。焙烧矿循环水冷或自然冷却。
采用焙烧工艺处理，能够将弱磁性的钛铁矿转化为FeTiO3-Fe2O3的M2O3型固溶体和金红石微晶，这种方式的矿相重构较大地提高了钛铁矿的比磁化系数，有利于钛铁矿与铬铁矿和非磁性的含SiO2、Al2O3、CaO等硅酸盐矿物的磁选分离，达到提钛降铬除杂的目的。
(4)分段磁选：冷却后的焙烧矿依次通过干式高效弱磁磁选、中磁磁选分段磁选工艺，最大限度强化干式磁选分离效果，可获得TiO2品位大于47％(wt％)、Cr2O3杂质含量不大于0.10％(wt％)的高品质钛精矿，TiO2作业回收率达到85％以上。
所述干式高效弱磁磁选工艺，是在0.05～0.20T的磁场强度下进行的，弱磁选机转速优选为30～40rpm。一般2000高斯(0.2T)以下称为弱磁，但是太低容易造成精矿产率过低，回收率过低。
所述干式高效中磁磁选工艺，是在0.25～0.45T的磁场强度下进行的，中磁选机转速优选为35～65rpm。中磁主要是为了保证TiO2回收率。但如果中磁强度太高，铬含量要求得不到保证。
在上述转速范围内，转速相对高，减轻夹带影响，钛品位相对高些，铬含量相对低些，转速低，效果相反。
干式弱磁选工艺，选别次数优选为1次，干式中磁选工艺，选别次数优选为1～3次。
Cr2O3杂质含量不大于0.10％，这对进入钛精矿的铬铁矿量有很高的要求，铬铁矿稍微进去的多一点铬含量就不达标，并且需要尽可能的减小和消除磁团聚和磁夹杂影响。弱磁选能够将一半以上的合格钛精矿选出，中磁选再将部分磁性较弱的钛精矿选出，这部分铬含量往往是超标的，弱磁和中磁产品混合后铬含量能够满足要求，也能够保障回收率。如果先直接用干式中磁选工艺，会造成磁团聚和磁夹杂影响加剧，对降低钛精矿中Cr2O3杂质含量带来不利影响。
下面以实施例对本发明作进一步的说明。下述实施例为工业试验的结果，弱磁选设备采用干式永磁机，固定场强0.12T；中磁选设备采用干式永磁机，场强可调整；磁选设备处理量2.5-4.0t/h。
实施例1
1)将TiO2品位为3.35％、Cr2O3含量为0.38％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为39.15％、Cr2O3含量为3.78％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为660～770℃，焙烧时间为15min，自然冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.27T、磁选机转速为60rpm)，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.33％、Cr2O3含量为0.092％，TiO2作业回收率为86.23％。
实施例2
1)将TiO2品位为4.34％、Cr2O3含量为0.44％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为38.85％、Cr2O3含量为4.04％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.65％、Cr2O3含量为0.075％，TiO2作业回收率达到85.22％。
实施例3
1)将TiO2品位为1.96％、Cr2O3含量为0.34％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为37.93％、Cr2O3含量为3.83％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.43％、Cr2O3含量为0.10％，TiO2作业回收率达到85.87％。
实施例4
1)将TiO2品位为3.81％、Cr2O3含量为0.47％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为40.14％、Cr2O3含量为4.05％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为660～770℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为49.12％、Cr2O3含量为0.081％，TiO2作业回收率达到85.29％。
实施例5
1)将TiO2品位为2.47％、Cr2O3含量为0.28％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为39.07％、Cr2O3含量为4.57％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.28％、Cr2O3含量为0.071％，TiO2作业回收率达到85.06％。
实施例6
1)将TiO2品位为4.25％、Cr2O3含量为0.55％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为38.85％、Cr2O3含量为4.72％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为650～750℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.65％、Cr2O3含量为0.075％，TiO2作业回收率达为85.77％。
实施例7
1)将TiO2品位为2.77％、Cr2O3含量为0.36％的含铬钛铁矿矿石，经过常规选矿方法预富集，得到含铬钛粗精矿，TiO2品位为38.63％、Cr2O3含量为4.51％；经过脱水处理，将水分降低至12％以下；
2)将含铬的钛粗精矿，通过回转窑进行氧化焙烧，焙烧温度为680～800℃，焙烧时间为20min，循环水冷却；
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为35rpm)和1次干式高效中磁选(磁场强度为0.40T、磁选机转速为63rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.49％、Cr2O3含量为0.042％，TiO2作业回收率为85.46％。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
3)冷却后的物料，经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.30T、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效中磁选精选(磁场强度为0.30T、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.42％、Cr2O3含量为0.15％。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选粗选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理。本对比例，精矿TiO2品位和Cr2O3含量均能满足要求，存在的问题是精矿回收率会低(TiO2作业回收率小于55％)。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
3)冷却后的物料，经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.3T、磁选机转速为50rpm)和1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为60rpm)分段磁选工艺处理。本对比例，精矿TiO2品位和Cr2O3含量均能满足要求，但精矿回收率低(TiO2作业回收率小于55％)。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
3)冷却后的物料，经过1次干式高效中磁选粗选(磁场强度为0.3T、磁选机转速为50rpm)磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为47.45％、Cr2O3含量为0.17％。
对比例5
本对比例与实施例1的区别仅在于下述步骤：
3)冷却后的物料，经过1次干式高效弱磁选精选(磁场强度为0.12T、磁选机转速为60rpm)磁选工艺处理，得到的钛铁矿精矿TiO2品位为48.45％、Cr2O3含量为0.047％，TiO2作业回收率为52.33％。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。