钛精矿制备人造金红石培训教材

1、钛精矿制备人造金红石培训钛精矿制备人造金红石培训教材教材主 要 内 容1、前言研究基础流态化技术：流态化技术：定义：定义： 固体颗粒在流体（气、液体）作用下，具备流体的属性固体颗粒在流体（气、液体）作用下，具备流体的属性特点：特点： 提高两相间的接触程度提高两相间的接触程度 强化传质、传热效率强化传质、传热效率 加大反应力度，提高装置效率加大反应力度，提高装置效率 便于过程中物料的运输和转移，易实现自动化和生产规模大型化。便于过程中物料的运输和转移，易实现自动化和生产规模大型化。主要应用：主要应用：物料输送、干燥、造粒物料输送、干燥、造粒煤的气化煤的气化石油催化裂化石油催化裂化固相加工工艺（氢

2、氧化铝煅烧，水泥熟料煅烧等）固相加工工艺（氢氧化铝煅烧，水泥熟料煅烧等）贫矿的流态化焙烧贫矿的流态化焙烧流态化浸取和洗涤流态化浸取和洗涤1、前言研究基础高品质富钛料：高品质富钛料：定义：定义： 高品位的钛原料高品位的钛原料特点：特点： TiO2在在90%左右左右CaO、MgO含量满足沸腾氯化需要含量满足沸腾氯化需要 沸腾氯化原料沸腾氯化原料应用于氯化法钛白应用于氯化法钛白 、海绵钛、海绵钛主要包含：主要包含：高钛渣高钛渣 ( (钛铁砂矿直接冶炼，品位达钛铁砂矿直接冶炼，品位达90%90%以上）以上）人造金红石人造金红石天然金红石天然金红石5一、前言一、前言背景背景 攀枝花的钒钛资源赋存于攀枝花

3、地区丰富的钒钛磁铁矿中，五大攀枝花的钒钛资源赋存于攀枝花地区丰富的钒钛磁铁矿中，五大矿区储量亿吨矿区储量亿吨(工业储量亿吨），包括表外矿远景储量近百亿吨，含工业储量亿吨），包括表外矿远景储量近百亿吨，含钒钒(V2O5)1475万吨，钛万吨，钛(TiO2亿吨，分别占全国储量的亿吨，分别占全国储量的87 %和和94 %。 此外还伴生有此外还伴生有90万吨钴、万吨钴、70万吨镍、万吨镍、25万吨钪、万吨钪、18万吨镓以及大量的铜、万吨镓以及大量的铜、硫等资源。硫等资源。五大矿区储量五大矿区储量(亿吨亿吨)6一、前言一、前言背景背景攀枝花矿区分布攀枝花矿区分布7一、前言一、前言背景背景C铁矿石储量占全

4、省约铁矿石储量占全省约74，占全国的，占全国的20%，是仅次，是仅次于我国鞍本地区的第二大铁矿。于我国鞍本地区的第二大铁矿。C钛资源储量钛资源储量亿吨亿吨 (以以TiO2计计),占全国的占全国的90%以上以上,占世占世界的界的35% 。C攀枝花的钒钛资源赋存于多元共生矿中，钒钛磁铁攀枝花的钒钛资源赋存于多元共生矿中，钒钛磁铁矿中铁、钛致密共生，难磨难选。铁精矿中钛含量矿中铁、钛致密共生，难磨难选。铁精矿中钛含量高，高炉难于冶炼，钒在铁水中提取高，高炉难于冶炼，钒在铁水中提取。C攀枝花钛精矿成分稳定，酸溶性好，不含放射性，攀枝花钛精矿成分稳定，酸溶性好，不含放射性，但钙镁含量高，不利于深加工。钛

5、铁晶石、片状钛但钙镁含量高，不利于深加工。钛铁晶石、片状钛铁矿以及脉石中的铁矿以及脉石中的TiO2中难以用选矿方法回收。中难以用选矿方法回收。一、前言背景铁钒钛回收铁钒钛回收钛回收钛回收TiO2:90%氯化法钛白，氯化法钛白，海绵钛原料海绵钛原料TiO2:3550%攀枝花钛资源走向示意图攀枝花钛资源走向示意图一、前言背景攀西地区拥有中国丰富的钛资源。 钛精矿30万吨 钛白粉7万吨 钛渣 6万吨 钛资源利用率仅为15% 钛金属及钛材 0%L 攀西钛资源和攀钢的钛产业发展极不相称国内市场20%国内市场10%10钛白钛白硫酸法硫酸法氯化法氯化法环境污染严重环境污染严重产品档次低产品档次低沸腾氯化沸腾

6、氯化熔盐氯化熔盐氯化逐渐会退出市场！逐渐会退出市场！逐渐会退出市场！逐渐会退出市场！规模大型化规模大型化生产连续化生产连续化操作智能化操作智能化产品质量高档化产品质量高档化海绵钛海绵钛钛材钛材钛合金等钛合金等废盐量大废盐量大难处理难处理操作不稳定操作不稳定产能低产能低 （攀锦钛、前苏联）（攀锦钛、前苏联）流程短流程短产能大产能大成本低成本低产品档次高产品档次高环境污染小环境污染小技术难度大技术难度大 发展趋势！发展趋势！一、前言一、前言研究基础研究基础一、前言一、前言研究基础研究基础一、前言一、前言研究基础研究基础一、前言一、前言发展方向发展方向v氯化法钛白技术自诞生之日起，其产量及比重逐年攀

7、升，目前已超过氯化法钛白技术自诞生之日起，其产量及比重逐年攀升，目前已超过260万万吨吨/年，占世界钛白总产量的年，占世界钛白总产量的60%以上。而硫酸法钛白生产厂受环保等压力的以上。而硫酸法钛白生产厂受环保等压力的影响将会逐渐减少或被迫关闭，因此，氯化法是未来的发展趋势。影响将会逐渐减少或被迫关闭，因此，氯化法是未来的发展趋势。v国外沸腾氯化对钛原料（包括高钛渣、天然金红石和人造金红石等）的钙国外沸腾氯化对钛原料（包括高钛渣、天然金红石和人造金红石等）的钙镁含量等要求非常严格，要求镁含量等要求非常严格，要求(CaO+MgO)1，特别是对，特别是对CaO的含量要求的含量要求更为苛刻，一般为更为

8、苛刻，一般为，目的是为了防止钙、镁的氯化物对气体分布器的粘，目的是为了防止钙、镁的氯化物对气体分布器的粘结，提高氯化炉的运行周期。结，提高氯化炉的运行周期。v主要原因是钙、镁在高温氯化过程优先被氯化，生成的主要原因是钙、镁在高温氯化过程优先被氯化，生成的CaCl2 、MgCl2属于属于高沸点、低熔点的物质，其熔点分别为高沸点、低熔点的物质，其熔点分别为714、772，沸点分别为，沸点分别为1418、2000，在，在9501100的温度下，的温度下，CaCl2 、MgCl2呈熔融状态黏附在炉料上呈熔融状态黏附在炉料上，严重时可使炉料结块，甚至使沸腾层遭到破坏。，严重时可使炉料结块，甚至使沸腾层遭

9、到破坏。v攀西钛资源的钙、镁含量较高，如攀枝花钛精矿中攀西钛资源的钙、镁含量较高，如攀枝花钛精矿中CaO和和MgO含量分别为含量分别为和左右，以攀枝花钛精矿为原料冶炼的钛渣，其钙、镁含量高和左右，以攀枝花钛精矿为原料冶炼的钛渣，其钙、镁含量高711%。1. 前言意义v 氯化法钛白、海绵钛及深加工是钛产业发展方向。v 高品质钛原料供不应求，已经成为钛产业发展的限制性环节。v 攀枝花钛精矿电炉冶炼钛渣CaO+MgO含量高达7%11%。 v 盐酸浸出制取人造金红石技术路线非常适合攀枝花钛精矿升级。v 进行了攀枝花钛精矿常压浸出制取人造金红石的研究。1、前言研究基础选冶联合加压浸出工艺弱氧化流态化常压

10、浸出工艺 弱氧化前磁选加压浸出后磁选工艺强氧化、还原强氧化、还原常压浸出工艺常压浸出工艺1、前言研究基础四种工艺特性对比 名称氧化温度/是否磁选钛收率/%浸取时间/批产品质量设备大型化A600800否94%16h不稳定较易B-磁选20%选出矿8h细化率严重难C600800二次磁选93%8h14%细化率难D9001100否96%6h基本与原矿粒度一致较易A 弱氧化弱氧化-常压流态化浸出工艺常压流态化浸出工艺 B 选冶联合加压浸出工艺选冶联合加压浸出工艺C 弱氧化弱氧化-前磁选前磁选-加压浸出加压浸出-后磁选工艺后磁选工艺 D 强氧化、还原强氧化、还原-常压浸出工艺常压浸出工艺2. 原料情况攀枝花

11、钛精矿特性攀枝花钛精矿特性 属钛铁岩矿属钛铁岩矿，储量大、成分稳定，储量大、成分稳定，TiO2品位低、钙、品位低、钙、镁、硅氧化物含量高，亚铁含量高、酸溶性好。镁、硅氧化物含量高，亚铁含量高、酸溶性好。图图2-1 5、6、7-钛铁矿钛铁矿 8-硅酸盐硅酸盐原料消耗：原料消耗：10kt/a微细粒级钛精矿微细粒级钛精矿2. 原料情况产品产品：5kt/a人造金红石人造金红石攀枝花钛精矿主要成分（攀枝花钛精矿主要成分（/)品名品名TiO2SiO2Al2O3CaOMgOTFeFeOFe2O310矿矿47.093.531.681.555.9630.7234.335.5820矿矿45.913.951.701

12、.575.8930.8634.645.525kt/a氧化铁粉氧化铁粉攀枝花钛精矿粒度分布（攀枝花钛精矿粒度分布（/）粒径范围（粒径范围（mm）0.0380.0450.0380.0740.0450.10.0740.1540.10.1541010矿矿-2.825.5030.510.9850.22020矿矿15.612.844.523.82.40.9提升铁精矿品位，导致钛精矿粒度偏细，品位降低提升铁精矿品位，导致钛精矿粒度偏细，品位降低3. 工艺流程全流程全流程3. 工艺流程燃烧室燃烧室还原炉还原炉氧化炉氧化炉旋风预热器旋风预热器燃烧室燃烧室料斗料斗除尘器除尘器管链式输送机管链式输送机水冷螺旋水冷螺

13、旋料斗料斗流态化流态化浸出塔浸出塔浆料槽浆料槽酸雾净化塔酸雾净化塔带式过滤机带式过滤机工艺设备布置简图工艺设备布置简图3. 工艺流程流态化氧化还原流程流态化氧化还原流程18Nm3/hNm3/h17压缩空气11料仓30Nm3/h氮气480Nm3/h去冷却器燃烧室500Nm3/hNm3/h 150Nm3/h空气煤气3. 工艺流程流态化浸出流程流态化浸出流程4 . 主要设备v 流态化氧化炉示意图1.1.气体分布器气体分布器2.2.进料口进料口 3.3.出料口出料口 4.4.反应段反应段5.5.扩大段扩大段6.6.沉降段沉降段7.7.出气口出气口 流态化反应器流态化反应器气固分离器气固分离器分布板分布

14、板4 4、主体设备、主体设备翻板阀翻板阀a、进料口；、进料口；b、出料口；、出料口；c、观察孔、观察孔主要功能：实现自动排料主要功能：实现自动排料4 4、主体设备、主体设备进料口进料口出料口出料口b1、b2、b3测压口测压口c1、c2、c3吹扫口吹扫口进气口进气口e 测温孔测温孔主要功能：隔绝气氛，排料。主要功能：隔绝气氛，排料。4 4、主体设备、主体设备进气口进气口落料口落料口 出气口出气口测温口测温口测压口测压口吹扫口吹扫口主要功能：实现气固分离主要功能：实现气固分离旋风除尘器旋风除尘器4 . 主要设备v 流态化浸出塔示意图1.盐酸入口盐酸入口2.物料入口物料入口3.溢出口溢出口4.下锥段

15、下锥段5.反应段反应段6.分离段分离段2635414 . 主要设备传动电机传动电机进料口进料口测温孔测温孔排料口排料口溢流口溢流口出气孔出气孔主要功能：暂存物料，缓冲，主要功能：暂存物料，缓冲， 降温，防止固体物料沉淀。降温，防止固体物料沉淀。结构特点：内衬玻璃钢防腐，结构特点：内衬玻璃钢防腐，含酸蒸气回收。含酸蒸气回收。4 . 主要设备真空带式过滤机主机主要部件：机架，驱动装置，密封罩，橡胶带，滤真空带式过滤机主机主要部件：机架，驱动装置，密封罩，橡胶带，滤布，真空盒，滤布张紧及纠偏装置，加料卸料装置，滤布再生装置。布，真空盒，滤布张紧及纠偏装置，加料卸料装置，滤布再生装置。附属设备：真空泵

16、，汽水分离器，循环泵，碱液淋洗罐，集液罐。附属设备：真空泵，汽水分离器，循环泵，碱液淋洗罐，集液罐。功能及特点：三段逆流洗涤和自动卸料；功能及特点：三段逆流洗涤和自动卸料；工作原理：浆料均布滤布上，通过抽滤，滤液进入真空箱，固体留在滤工作原理：浆料均布滤布上，通过抽滤，滤液进入真空箱，固体留在滤布，经过多级洗涤后，在转向处进行卸料处理。布，经过多级洗涤后，在转向处进行卸料处理。4 . 主要设备管链输送机主要部件：输管链输送机主要部件：输送管，推拉板，链板，链送管，推拉板，链板，链轮，外壳，伸缩节，进出轮，外壳，伸缩节，进出口及支架，电机，减速机，口及支架，电机，减速机，电气控制箱，固定装置。电

17、气控制箱，固定装置。功能：将氧化还原后的钛功能：将氧化还原后的钛精矿高效地输送至浸出塔精矿高效地输送至浸出塔顶部料仓中。顶部料仓中。4 . 主要设备水冷螺旋输送机主要部件：水冷套管，螺旋轴，叶片，驱动电机及减速水冷螺旋输送机主要部件：水冷套管，螺旋轴，叶片，驱动电机及减速机，旋转接头。机，旋转接头。功能及特点：在隔绝空气条件下将高温物料冷却至功能及特点：在隔绝空气条件下将高温物料冷却至80并输送至下部并输送至下部工序。工序。 4 . 主要设备回转筒式干燥机主要部件：筒体，托轮及挡托轮，轮带，驱动装置，扬回转筒式干燥机主要部件：筒体，托轮及挡托轮，轮带，驱动装置，扬料装置。料装置。功能及特点：过滤后的含水物料进行脱水和挥发份处理。功能及特点：过滤后的含水物料进行脱水和挥发份处理。5、安全环保布袋除尘器布袋除尘器（PPCS32,PPCS32,三套）三套）氧化还原除尘氧化还原除尘受料斗除尘受料斗除尘回转筒式干燥机除尘回转筒式干燥机除尘主要部件：主要部