万吨级钛精矿流态化氧化-流态化还原工程示范(2009-2012)
富钛料(人造金红石)是沸腾氯化的原料,也是国际市场紧缺产品。富钛料可由高品位钛精矿通过电炉冶炼获得,或者由低品位钛精矿通过还原-锈蚀工艺、焙烧-盐酸浸出工艺制备。我国钛资源储量丰富,但钛精矿品位低、钙镁含量高,无法采用国外成熟工艺直接制备高品质富钛料。从低品位钛精矿制备高品质富钛料是我国钛资源高效利用的重大需求,也是满足我国未来氯化钛白发展的重要保证,具有非常好的市场前景。
在国家攻关计划、973项目、攀钢集团公司的支持下,对氧化、还原焙烧过程攀西钒钛磁铁矿矿相及结构变化进行了系统的研究,探明了焙烧过程钛精矿物相及微观结构演化规律,揭示了矿相及结构对浸出速度、浸出产品形貌的影响机理,首次阐明氧化焙烧过程形成三维网状金红石结构是防止浸出产品粉化的核心,发现了既可大幅提高浸出速度,又能避免产品粉化的工艺条件,突破了浸出速度慢和浸出产品粉化这一制约攀西钛精矿提质制备高品质富钛料产业化的关键难题,建立了攀西钛资源高效焙烧新工艺,申请国家发明专利3项。研发了钛精矿预热、气动加料/出料、低热值尾气燃烧、流态化焙烧反应器放大等关键技术,自主设计和建造了钛精矿流态化氧化焙烧炉、流态化还原焙烧炉、锁气气动料阀、旋风预热系统、低热值尾气燃烧系统,建成了年处理1.2万吨钛精矿流态化氧化焙烧-流态化还原焙烧工业示范线(图3)。2012年1月,该示范线实现连续稳定运行,各项经济、技术指标良好,盐酸浸出产品人造金红石的品位(TiO2)大于90wt%,杂质CaO+MgO+MnO总含量小于1.5wt%,浸出产品未测得粉化,已用于沸腾氯化法生产钛白。
2013年1月,该技术顺利通过了中国科学院科技成果鉴定,鉴定专家认为: "该技术通过钛精矿流态化焙烧改性,有效地提高了浸出效率和避免了产品粉化,达到国际先进水平"。
图. 万吨级钛精矿制备人造金红石示范工程外景