Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями tio2 и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза - RU2006118330A

Реферат

1. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза, отличающийся тем, что он включает в себя следующую последовательность индивидуальных операций: обжиг руды в печи с псевдоожиженным слоем или вращающейся печи в диапазоне температур от 400 до 550°C в течение от 30 мин до 1 ч, превращение гидратированных оксидов железа в гематит и содействие меньшему требующемуся времени для следующей стадии восстановления; намагничивающее восстановление обожженного продукта в печи с псевдоожиженным слоем или вращающейся печи при температуре от 400 до 550°C в течение от 5 до 30 мин с использованием водорода, монооксида углерода, природного газа или любого другого восстанавливающего газа для превращения гематита в магнетит; магнитная сепарация в слабом поле восстановленного продукта в барабанных сепараторах с магнитным полем от 600 до 800 Гаусс, выделение магнитной фракции, полученной на стадии восстановления; сухая магнитная сепарация в сильном поле полученной в слабом поле немагнитной фракции на барабанном или валковом сепараторах и редкоземельном постоянном магните с магнитным полем от 16000 до 20000 Гаусс, извлечение силикатов, вторичных фосфатов, моназита, кальциртита, цирконолита и уран- и торийсодержащих минералов; выщелачивание хлористоводородной кислотой полученной в сильном поле магнитной фракции в резервуаре с перемешиванием или резервуаре колонного типа 20-30 мас./мас.% HCl при отношении твердое вещество/жидкость 1/2 мас./мас., температуре от 90 до 107°C в течение 2-4 ч, растворение первичных фосфатов, оксидов железа, алюминия, магния, бария и кальция; фильтрование выщелоченного продукта на ленточном фильтре; сушка отфильтрованного продукта во вращающейся сушилке или сушилке с псевдоожиженным слоем; окисление высушенной руды во вращающейся печи или реакторе с псевдоожиженным слоем под потоком воздуха или кислорода при температуре от 1000 до 1100°C в присутствии смеси фторида натрия (NaF) и аморфного диоксида кремния (SiO₂) в пропорции от 3 до 10% NaF и от 1 до 10% SiO₂ относительно количества подаваемого на окисление материала, формирование на границе раздела зерен анатаза богатой радионуклидами стеклообразной фазы, в дополнение к содействию миграции радионуклидов в богатую железом фазу; закалку в воде продукта окисления, соответственно стабилизация стеклообразной и богатой железом фаз; выщелачивание хлористоводородной кислотой закаленного продукта в резервуаре с перемешиванием или резервуаре колонного типа 20-30 мас./мас.% HCl при отношении твердое вещество/жидкость 1/2 мас./мас. в диапазоне температур от 90 до 107°C в течение 2-4 ч в присутствии фторида натрия (NaF) или фтористоводородной кислоты (HF), растворение богатой радионуклидами стеклообразной фазы посредством воздействия генерируемого или добавленного фторид-иона (F^-); фильтрование продукта второго выщелачивания на ленточном фильтре; сушка отфильтрованного продукта в барабанной сушилке или сушилке с псевдоожиженным слоем; сухая магнитная сепарация в сильном поле (16000-20000 Гаусс) на барабанном или валковом сепараторе и редкоземельном постоянном магните, отделение железосодержащей, богатой радионуклидами фракции, причем немагнитная фракция становится конечным продуктом, а магнитную фракцию направляют в отходы.

2. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по п.1, отличающийся тем, что стадию восстановления осуществляют водородом, монооксидом углерода, природным газом или любым другим восстанавливающим газом в диапазоне температур от 400 до 550°C, предпочтительно 500°C, в течение от 5 до 30 мин, предпочтительно 5 мин.

3. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сепарация примесей, богатых железом, силикатами, вторичными фосфатами, моназитом, кальциртитом, цирконолитом и уран- и торийсодержащими минералами, после восстановления происходит посредством последовательного использования операций магнитной сепарации в слабом и сильном поле.

4. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по п.3, отличающийся тем, что стадию магнитной сепарации в сильном поле осуществляют в барабанном или валковом сепараторе с редкоземельным постоянным магнитом при напряженности магнитного поля в диапазоне от 16000 до 20000 Гаусс, предпочтительно 20000 Гаусс.

5. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по пп.1-3 и 4, отличающийся тем, что операцию выщелачивания хлористоводородной кислотой после магнитных сепараций в слабом и сильном поле осуществляют раствором, содержащим 20-30 мас./мас.% HCl, предпочтительно 25%, в течение 2-4 часов, предпочтительно 4, при температуре от 90 до 107°C, предпочтительно 105°C, без добавления воздуха или любого другого окисляющего агента во время выщелачивания.

6. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по пп.1-4 и 5, отличающийся тем, что стадию окисления продукта, полученного в результате первого выщелачивания HCl, осуществляют в горизонтальной вращающейся печи или в псевдоожиженном слое при температуре от 1000 до 1100°C в присутствии смеси фторида натрия (NaF) и аморфного диоксида кремния (SiO₂ ) с количеством NaF от 3 до 10%, предпочтительно от 6 до 7%, и количеством SiO₂ от 1 до 10%, предпочтительно от 3 до 4%, причем оба относительно количества руды, подаваемой на окисление, с непрерывным вдуванием воздуха или кислорода в течение от 30 до 120 мин, предпочтительно 60 мин.

7. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по п.6, отличающийся тем, что фторидсодержащее соединение, используемое на стадии окисления, включает в себя одно или более из следующих веществ: фторид лития (LiF), фторид натрия (NaF), фторид калия (KF), фторид магния (MgF₂), фторид кальция (CaF₂) или фторид аммония (NH₄F).

8. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по пп.1-6 и 7, отличающийся тем, что материал, полученный в результате стадии окисления, закаливают в воде, на воздухе или любым другим охлаждающим средством.

9. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по пп.1-7 и 8, отличающийся тем, что выщелачивание хлористоводородной кислотой продукта окисления и термоудара осуществляют раствором, содержащим от 20 до 30 мас./мас.% HCl, предпочтительно 25%, в течение 2-4 ч, предпочтительно 4, при температуре от 90 до 107°C, предпочтительно 105°C, и в присутствии фторида натрия или фтористоводородной кислоты с количеством фторид-иона (F^-) от 10 до 30 г на литр выщелачивающего раствора, предпочтительно 20 г F^- на литр.

10. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по п.9, отличающийся тем, что фторидсодержащее соединение, используемое при втором выщелачивании HCl, включает в себя одно или более из следующих веществ: фторид лития (LiF), фторид натрия (NaF), фторид калия (KF), фторид магния (MgF₂), фторид кальция (CaF₂) или фторид аммония (NH₄F), или фтористоводородную кислоту (HF).

11. Способ получения титановых концентратов с высокими содержаниями TiO₂ и низкими содержаниями радионуклидных элементов из полученных механическим обогащением концентратов анатаза по пп.1-9 и 10, отличающийся тем, что продукт, полученный в результате второго выщелачивания хлористоводородной кислотой, подвергают магнитной сепарации посредством либо валкового, либо барабанного сепаратора с редкоземельным постоянным магнитом при напряженности магнитного поля в диапазоне от 16000 до 20000 Гаусс, предпочтительно 20000 Гаусс, причем немагнитная фракция, полученная в результате этой сепарации, становится конечным концентратом.