Обогащение руд и способы переработки рудных концентратов титана
|
Обогащение руд россыпных месторождений и большей части руд коренных месторождений осуществляют простым и дешевым гравитационным способом, при котором получается черновой коллективный концентрат. Далее этот концентрат подвергают доводке (селекции) методами магнитной и электрической сепарации с получением индивидуальных концентратов: рутилового, ильменитового, цирконового, монацитового, ставролитового и др. В процессах первичного обогащения широко применяют гидроциклоны, винтовые сепараторы, а также концентрационные столы и другое гравитационное оборудование. Доводка черновых коллективных концентратов основана главным образом на различии магнитных и электрических свойств минералов, составляющих руду Наибольшей магнитной восприимчивостью среди минералов обладают ильменит и монацит (немного меньшей), в то время как рутил и циркон немагнитны Немагнитные минералы по мере убывания электрической проводимости располагаются в следующий ряд: магнетит-ильменит-рутил-хромит-лейкоксен-гранат-монацит-турмалин-циркон-кварц. При доводке применяют винтовые сепараторы, пластинчатые и роликовые магнитные сепараторы мокрого и сухого действия с высокой напряженностью магнитного поля, электростатические сепараторы с высокой напряженностью электрического поля, а также пневматические и мокрые гравитационные столы и пр. Некоторые коллективные железо-титановые концентраты не поддаются обогащению магнитными и электростатическими методами. Такие концентраты подвергают восстановительной руднотермической плавке, в результате которой получают титановые шлаки, содержащие 75—96 % TiO2. Чтобы получить требуемое промышленности количество богатого титанового сырья вместо природного рутила, ресурсы которого ограничены, из бедных коллективных концентратов или шлаков получают искусственный рутил, содержащий 95—98 % TiO2. По составу он приближается к рутиловому концентрату и состоит в основном из анатаза и рутила, а по реакционной способности — намного превосходит природный рутил вследствие высокой удельной поверхности материала. Технологический процесс получения искусственного рутила (на предприятиях США и Австралии) состоит из следующих основных операций: - восстановительного обжига ильменитового концентрата для перевода оксидов железа в металлическую форму; - электромагнитной сепарации продукта восстановления с отделением металлического железа; - выщелачивания железа из немагнитной фракции кислотами или обработки другими реагентами (FeCl3, NH4CI, H2CO3, HCl, H2SO4, Cl2 и др.) с их регенерацией. Восстановительный обжиг ильменитового концентрата хорошо протекает в аппаратах кипящего слоя с использованием природного газа в качестве восстановителя. Применяют также вращающиеся печи, где восстановителем служит нефтекокс, мазут, древесный уголь и др. Кроме механических и термических методов переработки черновых рудных концентратов, применяют химические методы. Широко используют способность ильменита к селективному выщелачиванию. Например, при обработке ильменитового концентрата серной кислотой протекают реакции, благодаря которым большая честь перешедшего в раствор титана выпадает в осадок:  Одновременно с оксидами железа растворяются (более 80 %) оксиды магния, марганца, хрома, кальция, алюминия, ванадия. выщелачивающим агентом служит также 20—25 % HCl при температурах 103—140 °C. Поскольку железо переходит в раствор главным образом в виде FeCI2, целесообразно осуществлять регенерацию соляной кислоты путем высокотемпературного гидролиза (600—900 °C) по реакции:  Большой интерес как выщелачивающий агент представляет кислый раствор FeCl3 — отходы ряда химических и металлургических производств. |
