用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法

摘要

本发明涉及一种从锐钛矿机械精矿获得具有低稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，包括下列顺序的操作：锐钛矿精矿在流化床或回转窑中的煅烧(1)，其中在移除结合水后，水合氧化铁转化为赤铁矿，并使接下来的步骤需要的时间缩短；煅烧产物的还原(2)，在流化床或回转窑内，使用氢气、天然气或者任何碳基还原剂，如：冶金焦炭、木炭、石油焦炭，石墨及其它，还原的结果为15冶金焦炭、木炭，石油焦炭，石墨及其它的转化，还原的结果为赤铁矿转化为磁铁矿；还原产物的干法或者湿法低强度磁性分离(3)，低强度的非磁性部分的高强度、高梯度磁性分离(4)，提取了硅酸盐、次级磷酸盐、独居石、钙锆钛矿、钛锆钍矿以及包含铀和钍的矿物；高强度、高梯度分离的磁性部分在搅拌槽或者柱形流化床内的浸出(5)，使用对富含铁、铝、磷酸盐、镁、钡、钙、锶、稀土元素、铀以及钍的杂质提供溶解作用的溶液；对浸出产物的过滤；对过滤产物的干燥；对干燥产物的氧化(6)，其中存在以下物质的混合物：碱金属硫酸盐(主要为锂、钠和钾)，碱金属碳酸盐(主要为锂、钠和钾)，磷酸(H3PO4)，以及氯化钠；在水或压缩空气中对氧化产物的淬火；在搅拌槽或柱容器中对淬火产物的浸出(7)，对二次浸出(7)得到的产物在带式过滤器中的过滤；该过滤产物在回转或流化床干燥器中的干燥；二次浸出产物的干法、高强度、高梯度磁性分离(8)，其在稀土永磁体中进行，去除磁性部分，回收非磁性部分作为最终产品(P)，即期望的人造金红石。

主权项

一种用于锐钛矿机械精矿的富集以获得具有低稀土和放射性元素含量的人造金红石的方法，所述锐钛矿机械精矿定义为：在处理原始锐钛矿矿石的过程中采用下述单元操作顺序获得的材料：解体、粉碎、筛分、磨碎以及在颗粒尺寸为0.074至1.000mm之间的分类，800高斯和2000高斯强度的磁性分离，其中锐钛矿机械精矿为经过2000高斯分离后的无磁性部分，其特征在于包括下列顺序的单元操作：在流化床或回转窑中在400℃至600℃的温度下锐钛矿精矿的煅烧(1)，持续时间15至60分钟，其中在移除结合水后，水合铁氧化物转化为赤铁矿，并使接下来的步骤需要的时间缩短；煅烧产物的还原(2)，在流化床或回转窑内，在400℃至600℃的温度，持续时间为5至30分钟，使用还原剂为：氢气或者任何碳基还原剂，还原的结果为赤铁矿转化为磁铁矿；还原产物的干法或者湿法低强度磁性分离(3)，在具有永磁体和圆筒的磁性分离器中进行，磁场的强度范围为600至800高斯，除去在还原步骤中产生的磁性部分；从低强度磁性分离获得的非磁性部分的干法、高强度、高梯度磁性分离(4)，在具有稀土永磁体、磁场强度为10000至15000高斯的圆筒式或辊式分离器中，提取硅酸盐、二代磷酸盐、独居石、钙锆钛矿、钛锆钍矿以及包含铀和钍的矿物；高强度磁性部分在搅拌槽或者流化床柱内的第一次浸出(5)，使用20‑25％w/w HCl溶液，固液比为1/2w/w，温度为90℃至107℃，浸出停留时间为2至4小时，促进了富含铁、铝、磷酸盐、镁、钡、钙、锶、稀土元素、铀以及钍的杂质的增溶；在带式过滤器中对浸出产物进行过滤；在回转或流化床干燥器中对过滤产物进行干燥；干燥产物在回转窑或流化床反应器中的氧化(6)，温度范围为900℃至1200℃，在以下物质的混合物存在的情况下进行：碱金属硫酸盐、碱金属碳酸盐、磷酸、和最后氯化钠；在水或压缩空气中对氧化产物进行急冷；急冷产物在搅拌槽或柱中的第二次浸出(7)，通过如下方法进行所述浸出过程：使用25.0％w/w的盐酸，固液比为1∶2w/w，温度范围为90℃至107℃，浸出时间为2至4小时；或者采用55.0％w/w的硫酸，固液比为1∶2w/w，浸出时间为2‑4小时，温度为135℃；在带式过滤器中对第二次浸出(7)得到的产品进行过滤；在回转或流化床干燥器中干燥该过滤产物；最后，第二次浸出(7)产物的干法、高强度、高梯度磁性分离(8)，在具有10000至15000高斯的稀土永磁体的圆筒式或辊式分离器中进行，除去磁性部分，回收非磁性部分作为最终产品P，即期望的人造金红石。