RU2728088C1 - Method of producing leucoxene concentrate for use as titanium-containing material - Google Patents
Method of producing leucoxene concentrate for use as titanium-containing material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728088C1 RU2728088C1 RU2019144271A RU2019144271A RU2728088C1 RU 2728088 C1 RU2728088 C1 RU 2728088C1 RU 2019144271 A RU2019144271 A RU 2019144271A RU 2019144271 A RU2019144271 A RU 2019144271A RU 2728088 C1 RU2728088 C1 RU 2728088C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrate
- flotation
- pulp
- titanium
- oil
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 8
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 118
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 9
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 17
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 13
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 abstract 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- PMYUVOOOQDGQNW-UHFFFAOYSA-N hexasodium;trioxido(trioxidosilyloxy)silane Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])O[Si]([O-])([O-])[O-] PMYUVOOOQDGQNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 239000008396 flotation agent Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 101100010166 Mus musculus Dok3 gene Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N iron titanium Chemical compound [Ti].[Fe] IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/02—Froth-flotation processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/16—Sintering; Agglomerating
- C22B1/216—Sintering; Agglomerating in rotary furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения концентрата лейкоксенового, предназначенного для использования в качестве титаноносного (титансодержащего) сырья в металлургическом и химическом производствах, в том числе, в качестве импортозамещающего компонента, в частности, для улучшения сварочно-технологических свойств и снижения стоимости покрытий для сварочных электродов и сварочных флюсов с использованием отечественного титаноносного сырья Ярегского месторождения.The invention relates to methods for producing a leucoxene concentrate intended for use as a titanium-bearing (titanium-containing) raw material in metallurgical and chemical industries, including as an import-substituting component, in particular, to improve welding and technological properties and reduce the cost of coatings for welding electrodes and welding fluxes using domestic titanium-bearing raw materials from the Yarega deposit.
Известен способ переработки лейкоксенового концентрата нефтетитанового месторождения Республики Коми [1] (Патент РФ №2086690 «Способ переработки лейкоксенового концентрата»), который включает три основных этапа: измельчение, смешивание с углеродистым восстановителем и последующий высокотемпературный обжиг, который ведут в вакууме при 1250-1300ºС с помощью вибрирующего нагревательного элемента в виде наклонного желоба путем непрерывной подачи сырья на верхнюю часть желоба с направлением твердого остатка с выхода желоба в емкость, а образующийся газообразный монооксид кремния осаждают на подложку и собирают его в другую емкость. Известно, что для повышения содержания оксида титана разложение лейкоксеновых концентратов традиционно проводится путем кислотного или щелочного растворения кварца. К существенным недостаткам известного способа относится использование экологически опасных реагентов, необходимость утилизации отходов и большие энергетические затраты, что в целом приводит к экологической опасности. Кроме того, к недостаткам известного способа относится также невозможность полноценного сбора измельченного концентрата за счет получения побочных продуктов, получаемых от комплексной поэтапной технологии, в частности, помола, последующего введения в лейкоксеновый концентрат углерода, дальнейшего высокотемпературного прокаливания в вакууме, сконденсировавшегося монооксида кремния и твердого остатка, обогащенного оксидом титана.There is a known method for processing leucoxene concentrate from an oil-titanium field in the Komi Republic [1] (RF Patent No. 2086690 "Method for processing leucoxene concentrate"), which includes three main stages: grinding, mixing with a carbonaceous reductant and subsequent high-temperature roasting, which is carried out in vacuum at 1250-1300 ° C with the help of a vibrating heating element in the form of an inclined chute by continuous supply of raw materials to the upper part of the chute with the direction of the solid residue from the outlet of the chute into the container, and the resulting gaseous silicon monoxide is deposited on the substrate and collected in another container. It is known that to increase the titanium oxide content, the decomposition of leucoxene concentrates is traditionally carried out by acidic or alkaline dissolution of quartz. The significant disadvantages of the known method include the use of environmentally hazardous reagents, the need for waste disposal and high energy costs, which generally leads to environmental hazards. In addition, the disadvantages of the known method also include the inability to fully collect the crushed concentrate due to the production of by-products obtained from the integrated step-by-step technology, in particular, grinding, subsequent introduction of carbon into the leucoxene concentrate, further high-temperature calcination in vacuum, condensed silicon monoxide and solid residue enriched with titanium oxide.
Известен способ обогащения титанового шлака и продукт, полученный на основе этого способа [2] WO 97/19199 (заявка PCT/CA96/00767); МПК:C 22B34/12; “Method to Upgrade Titania Slag and Resulting Product”). Изобретение относится к способу получения обогащенного по диоксиду титана (TiО2) продукта из титановых шлаков путем удаления щелочноземельных и других примесей, обычно присутствующих в шлаках. Этот способ включает следующие технологические этапы: (а) классификацию титанового шлака по крупности до размеров частиц в диапазоне от 75 до 850 мкм; (б) окисление классифицированного по крупности шлака путем его контактирования с кислородсодержащим газом при температуре, по меньшей мере, 1000ºC в течение не менее 20 минут с тем, чтобы существенная часть оксида железа перешла в трехвалентное состояние, а восстановленные оксиды титана перешли в четырехвалентное состояние и чтобы, по крайней мере, основная часть стеклообразной силикатной фазы разложилась; (с) восстановление окисленного титанового шлака при температуре, по меньшей мере, 700ºC в течение не менее 30 минут, так чтобы оксиды железа из трехвалентного состояния перешли в двухвалентное состояние; (d) выщелачивание восстановленного титанового шлака минеральной кислотой при температуре, по меньшей мере, 125ºC и под давлением, выше атмосферного, с получением обогащенного выщелоченного шлакового продукта и личата; и (е) промывание и обжиг обогащенного выщелоченного шлакового продукта нагреванием при температуре от 600ºC до 800ºC. Вместе с тем, наличие в этом способе этапов окисления, восстановления и/или выщелачивания для выделения примесей и повышения содержания TiО2 в руде, а также этапов отделения от титана железа путем его растворения в форме растворимой соли кислоты, сохраняет типовые недостатки, связанные с основным техническим требованием к сырью сульфатного процесса, которое заключается в том, что оно должно быть растворимым в концентрированной серной кислоте, а это существенно снижает эффективность способа за счет создания серьезных экологических и экономических проблем.A known method for beneficiation of titanium slag and the product obtained on the basis of this method [2] WO 97/19199 (application PCT / CA96 / 00767); IPC: C 22B34 / 12; “Method to Upgrade Titania Slag and Resulting Product”). The invention relates to a method for producing enriched in titanium dioxide (TiO 2) of the product of titanium slags by removing alkaline earth and other impurities usually present in the slag. This method includes the following technological steps: (a) classification of titanium slag by size to particle sizes in the range from 75 to 850 microns; (b) oxidizing the sized slag by contacting it with an oxygen-containing gas at a temperature of at least 1000 ° C for at least 20 minutes so that a substantial part of the iron oxide goes into the trivalent state, and the reduced titanium oxides go into the tetravalent state, and that at least the main part of the glassy silicate phase decomposes; (c) reducing the oxidized titanium slag at a temperature of at least 700 ° C for at least 30 minutes, so that the iron oxides from the trivalent state to the bivalent state; (d) leaching the reduced titanium slag with a mineral acid at a temperature of at least 125 ° C and at a pressure higher than atmospheric pressure to obtain an enriched leached slag product and lychat; and (e) washing and roasting the enriched leached slag product by heating at a temperature between 600 ° C and 800 ° C. However, the presence in this process steps oxidation, reduction and / or leaching to separate impurities and increasing the content of TiO 2 in the ore, as well as stages separate from the iron titanium by dissolving it in the form of a soluble salt of the acid, it retains the typical drawbacks associated with the base technical requirement for the raw material of the sulfate process, which consists in the fact that it must be soluble in concentrated sulfuric acid, and this significantly reduces the efficiency of the method by creating serious environmental and economic problems.
Известен способ переработки лейкоксенового концентрата [3] (Патент РФ №2001138 «Способ переработки лейкоксенового концентрата»), с содержанием TiO2 - 46%, включающий восстановительный обжиг при температуре 1200-1350ºС в течение 20-150 мин, измельчение обожженного концентрата до крупности 75 мкм, смешивание с концентрированной серной кислотой, нагревание до 200ºС и выдержку при этой температуре в течение 1,5 часов, охлаждение и выщелачивание водой. Однако существенными недостатками известного способа являются высокая энергоемкость, экологическая агрессивность, а также использование сложного технологического оборудования для его реализации.A known method for processing leucoxene concentrate [3] (RF Patent No. 20011138 "Method for processing leucoxene concentrate"), with a TiO 2 content of 46%, including reduction firing at a temperature of 1200-1350 ° C for 20-150 minutes, grinding the fired concentrate to a particle size of 75 microns, mixing with concentrated sulfuric acid, heating to 200 ° C and holding at this temperature for 1.5 hours, cooling and leaching with water. However, significant disadvantages of the known method are high energy consumption, environmental aggressiveness, as well as the use of complex technological equipment for its implementation.
Известен способ щелочного автоклавного выщелачивания лейкоксенового концентрата [4] (Авджиев Г.Р. Технология переработки ярегского сырья // Проблемы комплексного освоения Ярегского нефтетитанового месторождения; Сыктывкар, 1993), в соответствии с которым флотационный лейкоксеновый концентрат подвергают предварительному обжигу при температуре 900-1000ºС, после охлаждения обожженный концентрат, содержащий 42,5% TiO2 и 48,0% SiO2, выщелачивают в автоклаве щелочным раствором (около 100 г/л NaOH) при температуре 190ºС и давлении 10-12 атм. в течение 2,5 часов. При этом из-за нехватки NaOH содержащийся в зернах лейкоксена мелкодисперсный кварц растворяется, а свободные зерна кварца в концентрате остаются практически нетронутыми. После фильтрации пульпы твердую фазу подвергают дешламации. В этих условиях попутно в процессе получают титановый шлам (~10% от массы концентрата), содержащий 40-45% TiO2, и раствор дисиликата натрия - Na2Si2О5. Титановый шлам рекомендуется использовать для производства ситаллов, а щелочной силикатный раствор (4-5 м3 раствора на 1 тонну TiO2) упаривают с получением сухого дисиликата натрия для использования в качестве растворимого стекла в текстильной, нефтедобывающей промышленности и в стройиндустрии. В освобожденной от тонкодисперсного шлама твердой фазе (+0,02 мм) содержание TiO2 достигает 73%, а SiО2 - около 18%. Дальнейшее обогащение твердой фазы от остаточного кварца проводится применением электрической сепарации. Однако, несмотря на значительное уменьшение расхода щелочи (по меньшей мере, в 4 раза в сравнении с известными аналогами) при автоклавном выщелачивании, этот способ имеет следующие основные недостатки, присущие технологии на основе автоклавного выщелачивания: прежде всего, это образование большого объема концентрированных экологически опасных силикатных растворов, утилизация которых требует применения энергоемкой технологии упаривания и значительно удорожает получение целевого продукта - сухого дисиликата натрия. Кроме того, при автоклавном выщелачивании расход безвозвратного дефицитного едкого натра из-за отсутствия операции регенерации щелочных растворов, составляет 0,18-0,2 тонны на одну тонну TiО2 в концентрате. Вместе с тем, в условиях выщелачивания концентрата щелочными растворами, часть SiO2 из раствора связывается с Na2O и Аl2О3 в нерастворимое соединение NaAlSiO4 (8,5-14% от массы концентрата), которое вместе с ТiO2 концентрируется в твердой фазе. Помимо этого, наличие в лейкоксеновом концентрате рутила в виде тонкой игольчатой сетки, в условиях автоклавного выщелачивания (особенно при интенсивном перемешивании пульпы и превращении части в тонкодисперсный порошок) приводит к потере ТiO2 со шламом. Эти недостатки в целом существенно снижают эффективность применения электрической сепарации, а использование кислотного выщелачивания, в частности, солянокислотными растворами, приводит к образованию в большом объеме (около 10 м3 на 1 тонну TiO2) требующих дальнейшей утилизации экологически опасных кислых растворов.There is a known method of alkaline autoclave leaching of leucoxene concentrate [4] (Avdzhiev GR Technology of processing Yarega raw materials // Problems of integrated development of the Yarega oil-titanium field; Syktyvkar, 1993), according to which the flotation leucoxene concentrate is subjected to preliminary firing at a temperature of 900-1000 ° C, after cooling, the fired concentrate containing 42.5% TiO 2 and 48.0% SiO 2 is leached in an autoclave with an alkaline solution (about 100 g / l NaOH) at a temperature of 190 ° C and a pressure of 10-12 atm. within 2.5 hours. At the same time, due to the lack of NaOH, the finely dispersed quartz contained in the leucoxene grains dissolves, and the free quartz grains in the concentrate remain practically intact. After filtration of the pulp, the solid phase is subjected to desliming. Under these conditions, titanium sludge (~ 10% of the concentrate mass) containing 40-45% TiO 2 and a sodium disilicate solution - Na 2 Si 2 O 5 are obtained in the process. It is recommended to use titanium sludge for the production of sitalls, and an alkaline silicate solution (4-5 m 3 of solution per 1 ton of TiO 2 ) is evaporated to obtain dry sodium disilicate for use as soluble glass in the textile, oil-extracting industry and in the construction industry. In the solid phase freed from fine sludge (+0.02 mm), the content of TiO 2 reaches 73%, and SiO 2 - about 18%. Further enrichment of the solid phase from the residual quartz is carried out using electrical separation. However, despite a significant decrease in the consumption of alkali (at least 4 times in comparison with the known analogues) during autoclave leaching, this method has the following main disadvantages inherent in technology based on autoclave leaching: first of all, it is the formation of a large volume of concentrated environmentally hazardous silicate solutions, the disposal of which requires the use of energy-intensive evaporation technology and significantly increases the cost of obtaining the target product - dry sodium disilicate. In addition, when autoclave leaching permanently deficient consumption of sodium hydroxide due to the lack of regeneration operation alkaline solutions is 0,18-0,2 tons per ton of TiO 2 in the concentrate. At the same time, under the conditions of leaching the concentrate with alkaline solutions, part of the SiO 2 from the solution is bound with Na 2 O and Al 2 O 3 into an insoluble compound NaAlSiO 4 (8.5-14% of the concentrate mass), which, together with TiO 2, is concentrated in solid phase. In addition, the presence of rutile in the leucoxene concentrate in the form of a fine needle-like network under conditions of autoclave leaching (especially with intensive mixing of the pulp and the transformation of a part into a fine powder) leads to the loss of TiO 2 with the sludge. In general, these disadvantages significantly reduce the efficiency of electrical separation, and the use of acid leaching, in particular, hydrochloric acid solutions, leads to the formation of a large volume (about 10 m 3 per 1 ton of TiO 2 ) requiring further disposal of environmentally hazardous acid solutions.
Известен способ извлечения титана из лейкоксенового концентрата [5] (Патент РФ №2216517 «Способ получения искусственного рутила из лейкоксенового концентрата»), полученного при обогащении нефтеносных кремнисто-титановых руд, который включает проведение обжига лейкоксенового концентрата в присутствии модифицирующих добавок в виде оксидных соединений железа в количестве 2-3% в пересчете на Fe2О3 (от массы концентрата) при температуре обжига 1450-1525ºС. Полученный при этом спек охлаждают, после чего его измельчают и подвергают предварительной дешламации, после чего проводят автоклавное выщелачивание растворами NaOH, фильтрацию выщелоченной пульпы с разделением на силикатный раствор и титансодержащий продукт и дешламацию последнего. Однако известный способ за счет высоких температур обжига и образования за счет этого спека, требует дополнительной его переработки, что, в свою очередь, приводит в целом к существенному удорожанию способа и ограниченным возможностями использования физико-химического и механического разделения компонентов для обогащения концентрата менее опасными для экологии технологиями по сравнению с применяемым в нем автоклавным выщелачиванием. Кроме того, используемое для обжига оборудование громоздко, энергоемко, неэффективно для удаления нефти, а сам обжиг в них приводит к значительным и безвозвратным потерям полезного энергетического сырья.There is a known method of extracting titanium from leucoxene concentrate [5] (RF Patent No. 2216517 "Method for producing artificial rutile from leucoxene concentrate") obtained by enrichment of oil-bearing siliceous titanium ores, which includes roasting of leucoxene concentrate in the presence of modifying additives in the form of iron oxide compounds in the amount of 2-3% in terms of Fe 2 O 3 (based on the mass of the concentrate) at a firing temperature of 1450-1525 ° C. The resulting cake is cooled, after which it is crushed and subjected to preliminary desliming, after which autoclave leaching with NaOH solutions is carried out, the leached pulp is filtered with separation into a silicate solution and a titanium-containing product, and the latter is deslimated. However, the known method, due to the high temperatures of roasting and the formation of a sinter due to this, requires its additional processing, which, in turn, leads, in general, to a significant increase in the cost of the method and the limited possibilities of using the physicochemical and mechanical separation of components to enrich the concentrate less dangerous for ecology technologies in comparison with autoclave leaching used in it. In addition, the equipment used for roasting is bulky, energy-intensive, ineffective for removing oil, and roasting in them itself leads to significant and irreversible losses of useful energy raw materials.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ переработки трудно вскрываемых концентратов [6] (Патент РФ №2334799 «Способ переработки нефтетитановых лейкоксеновых концентратов»), который относится к металлургии редких металлов, в частности, лейкоксеновых концентратов, полученных при обогащении нефтеносных кремнисто-титановых руд Ярегского месторождения, принятый в качестве прототипа. Такие руды используются для дальнейшего получения искусственного рутила, концентраты которого являются неизменным высококачественным сырьем для производства титана и пигментного TiO2, например, хлорным способом. Известный способ включает обжиг флотоконцентрата в присутствии добавок, охлаждение, измельчение и обогащение путем отделения зерен оксида титана от силикатов физико-химическим и/или механическим методами. Перед обжигом нефтетитановый лейкоксеновый флотоконцентрат смешивают с топливными сорбционно-активными добавками для пропитывания нефтью из флотоконцентрата. Обжиг осуществляют путем фильтрационного горения в режиме сверхадиабатического разогрева в реакторе шахтного типа. Флотоконцентрат загружают при последовательном прохождении его через зону нагревания и сушки, зону пиролиза, зону горения, зону охлаждения и выгружают, а кислородсодержащий газ-окислитель подают при прохождении этих зон в обратной последовательности. При этом температуру обжига в зоне горения поддерживают в пределах 900-1300ºС путем регулирования массовых долей загружаемых в реактор горючих и негорючих материалов и кислорода, подаваемого с газом-окислителем.The closest to the claimed invention in terms of the technical essence and the achieved result is a known method for processing difficult-to-open concentrates [6] (RF Patent No. 2334799 "Method for processing petroleum titanium leucoxene concentrates"), which refers to the metallurgy of rare metals, in particular, leucoxene concentrates obtained by enrichment of oil-bearing siliceous-titanium ores of the Yarega field, adopted as a prototype. Such ores are used for the further production of artificial rutile, the concentrates of which are constant high-quality raw materials for the production of titanium and pigment TiO 2 , for example, by the chlorine method. The known method includes firing the flotation concentrate in the presence of additives, cooling, grinding and enrichment by separating titanium oxide grains from silicates by physicochemical and / or mechanical methods. Before roasting, the oil-titanium leucoxene flotation concentrate is mixed with fuel sorption-active additives for impregnation with oil from the flotation concentrate. Firing is carried out by filtration combustion in the superadiabatic heating mode in a shaft-type reactor. The flotation concentrate is loaded with its successive passage through the heating and drying zone, the pyrolysis zone, the combustion zone, the cooling zone and unloaded, and the oxygen-containing oxidant gas is fed when passing these zones in reverse sequence. In this case, the firing temperature in the combustion zone is maintained within the range of 900-1300 ° C by adjusting the mass fractions of combustible and non-combustible materials loaded into the reactor and oxygen supplied with the oxidizing gas.
К недостаткам известного способа относятся снижение после флотационного обогащения нефтетитановых руд Ярегского месторождения химической активности лейкоксеновых концентратов за счет большого остаточного содержания в них нефти и значительных энергетических затрат при обжиге и переработке концентрата за счет высоких температур, вследствие чего происходит плавление кремнезема с растворением в нем TiO2 из-за образования эвтектики. Это ухудшает условия дальнейшей обработки и приводит к значительному увеличению потерь титана при дешламации со шламом, а для предотвращения перехода кремнезема в жидкое состояние верхнюю границу температуры обжига концентрата следует поддерживать далеко от появления эвтектики.The disadvantages of this method include a decrease in the chemical activity of leucoxene concentrates after flotation enrichment of oil-titanium ores of the Yarega deposit due to the large residual oil content in them and significant energy costs during the roasting and processing of the concentrate due to high temperatures, as a result of which silica melts with TiO 2 dissolved in it due to the formation of eutectic. This worsens the conditions for further processing and leads to a significant increase in the loss of titanium during desliming with sludge, and to prevent the transition of silica to a liquid state, the upper limit of the concentrate firing temperature should be maintained far from the appearance of eutectic.
К общим существенным признакам заявляемого изобретения и способа [6], принятого в качестве прототипа, относятся обжиг флотоконцентрата, его охлаждение, измельчение, обогащение путем отделения зерен оксида титана от силикатов физико-химическим и/или механическим методами.The general essential features of the claimed invention and the method [6], adopted as a prototype, include the roasting of flotation concentrate, its cooling, grinding, enrichment by separating titanium oxide grains from silicates by physicochemical and / or mechanical methods.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение содержания TiO2 в обогащённом продукте без необходимости утилизации опасных для экологии реагентов, сокращение за счет этого времени на получение концентрата лейкоксенового для его использования в качестве титансодержащего сырья в металлургическом и химическом производствах.The technical result of the claimed invention is to increase the TiO 2 content in the enriched product without the need to dispose of environmentally hazardous reagents, thereby reducing the time required to obtain a leucoxene concentrate for its use as a titanium-containing raw material in metallurgical and chemical industries.
Кроме того, учитывая, что титан является девятым наиболее распространенным элементом в Земной коре и среди различных продуктов на основе титана, диоксид титана TiО2 имеет важное промышленное и коммерческое значение, а также, принимая во внимание, что это химический продукт крупномасштабного производства в большинстве промышленно развитых стран, который широко используется для разных утилитарных задач, в частности, как пигмент в красках, пластиках, бумаге, типографских красках и т.д., еще одним значимым техническим результатом заявленного изобретении является реальная возможность существенного расширения сферы применения получаемого концентрата лейкоксенового за счет использования в качестве импортозамещающего компонента, в том числе, для улучшения сварочно-технологических свойств и снижения стоимости покрытий для сварочных электродов и сварочных флюсов путем вовлечения для этой цели отечественного титаноносного сырья, полученного из Ярегского месторождения.Moreover, given that titanium is the ninth most abundant element in the Earth's crust and among various products based on titanium, titanium dioxide TiO 2 is of great industrial and commercial value, and also taking into account that a chemical product volume production in most industrialized developed countries, which is widely used for various utilitarian tasks, in particular, as a pigment in paints, plastics, paper, printing inks, etc., another significant technical result of the claimed invention is the real possibility of significantly expanding the scope of the obtained leucoxene concentrate due to use as an import-substituting component, including for improving the welding and technological properties and reducing the cost of coatings for welding electrodes and welding fluxes by involving for this purpose domestic titanium-bearing raw materials obtained from the Yarega deposit.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки трудно вскрываемых концентратов, включающем обжиг флотоконцентрата, охлаждение, измельчение и обогащение путем отделения зерен оксида титана от силикатов физико-химическим и/или механическим методами, в соответствии с заявленным изобретением, обжиг флотоконцентрата проводят во вращающейся печи, перед обжигом флотоконцентрат из нефтетитановой руды тестируют на наличие в нем массовой доли диоксида титана не менее 45%, после чего флотоконцентрат измельчают до фракции 0,3 мм с использованием транспортной воды и 10%-ного раствора соды для поддержания заданного значения рН 8,5-9, пульпу флотоконцентрата, содержащую 88,8 мас.% воды, 7,4 мас.% твердого концентрата и 3,8 мас.% остаточной нефти, последовательно подают на полную основную и контрольную флотацию, затем проводят перечистную флотацию, по меньшей мере, 4-х разовую флотацию с повторным обогащением за счет аэрации и дополнительного извлечения содержания диоксида титана в пенном продукте с 30-32% в основной флотации до 50% в 4-й перечистной флотации, при этом на стадии флотации температуру пульпы поддерживают от 30 до 37ºС при постоянном контроле температуры не реже одного раза в течение часа, причем в качестве собирателя пульпы используют смесь кислоты жирной талловой и керосина в соотношении 1:1 или смесь дизельного топлива и талового масла в соотношении 1:1 или 5% раствор кислоты жирной талловой, а состав транспортной воды для приготовления пульпы в сгустителях приготавливают из до 0,2 мас.% твердого концентрата, до 0,6 мас.% нефтесодержащей жидкости и воды - остальное, при этом накопленный в сгустителях флотоконцентрат в виде пульпы с содержанием до 27 мас.% и до 60 мас.% твердого концентрата подают на сушку и прокалку при температуре 600-700ºС в топочной камере до выкипания в нем воды и выжига летучих органических компонентов с дальнейшим коксованием тяжелых компонентов нефти при температуре 460-480ºС, после чего на основе пульпы получают лейкоксеновый концентрат крупностью 0,1-0,3 мм с содержанием не менее 45% массовой доли диоксида титана и не более 0,5 % массовой доли влаги.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for processing difficult-to-open concentrates, including roasting of flotation concentrate, cooling, grinding and enrichment by separating titanium oxide grains from silicates by physicochemical and / or mechanical methods, in accordance with the claimed invention, the roasting of flotation concentrate is carried out during rotary kiln, before roasting the flotation concentrate from petroleum titanium ore is tested for the presence of a mass fraction of titanium dioxide of at least 45%, after which the flotation concentrate is crushed to a fraction of 0.3 mm using transport water and 10% soda solution to maintain the set pH value of 8 , 5-9, the flotation concentrate slurry containing 88.8 wt.% Water, 7.4 wt.% Solid concentrate and 3.8 wt.% Residual oil is sequentially fed to the complete main and control flotation, then cleaning flotation is carried out according to at least 4-time flotation with re-enrichment due to aeration and additional recovery of the content titanium dioxide in the foam product from 30-32% in the main flotation to 50% in the 4th clean-up flotation, while at the flotation stage, the pulp temperature is maintained from 30 to 37 ° C with constant temperature control at least once per hour, and in as a pulp collector, a mixture of tall fatty acid and kerosene in a ratio of 1: 1 or a mixture of diesel fuel and tall oil in a 1: 1 ratio or a 5% solution of tall fatty acid is used, and the composition of transport water for preparing the pulp in thickeners is prepared from up to 0.2 wt% of solid concentrate, up to 0.6 wt% of oil-containing liquid and water - the rest, while the flotation concentrate accumulated in thickeners in the form of a pulp with a content of up to 27 wt% and up to 60 wt% of solid concentrate is fed to drying and calcining at temperature of 600-700 ° C in the combustion chamber before boiling water in it and burning out volatile organic components with further coking of heavy oil components at a temperature of 460-480 ° C, after which on the basis of pulps You get a leucoxene concentrate with a particle size of 0.1-0.3 mm with a content of at least 45% mass fraction of titanium dioxide and not more than 0.5% mass fraction of moisture.
Кроме этого, указанный технический результат достигается тем, что транспортную воду, используемую при приготовлении пульпы в сгустителях, подают непрерывно и с оптимальным расходом в диапазоне 8,8-10 м3/ч.In addition, the specified technical result is achieved by the fact that the transport water used in the preparation of pulp in thickeners is fed continuously and with an optimal flow rate in the range of 8.8-10 m3 / h.
Помимо этого, при сушке и прокалке пульпы расход подаваемого воздуха составляет до 3200 м3/час.In addition, when drying and calcining the pulp, the flow rate of the supplied air is up to 3200 m3 / h.
Сущность заявленного способа получения концентрата лейкоксенового для использования в качестве титаноносного сырья поясняется Фиг., на которой представлена принципиальная технологическая схема процесса реализации заявленного способа в виде установки, включающей аккумулирующий бункер руды (1), предназначенный для ее приема, который соединен транспортером (2) с шаровой мельницей (3) для измельчения поступающей в нее руды, отделение флотации, выполненное в виде основной флотомашины (4) и контрольной флотомашины (6), каждая из которых содержит по пять одинаковых по форме и размеру камер для проведения флотации, в которые с помощью импеллерного блока (5) подается воздух для аэрации пульпы, пена при этом удаляется в каждую последующую камеру, и импеллерного блока (7) перечистной флотомашины (8), содержащей четыре камеры для проведения флотации, каждая из которых выполнена в виде одинаковых по форме и размеру камер, в которых с помощью импеллерного блока (7) подается воздух для аэрации пульпы, и которые предназначены для извлечения содержания целевого компонента, диоксида титана, а полученная пульпа нефтефлотоконцентрата подается в сгустители (9) и (10) для накопления и для транспортировки насосом (11) подается во вращающуюся печь (12) для его сушки и прокалки, затем в холодильник (13) для охлаждения и по транспортеру (14) для просеивания через сетку на крупную фракцию и целевую фракцию – до задаваемого гранулированного состава, и последующую упаковку в тару. The essence of the claimed method for producing leucoxene concentrate for use as a titanium-bearing raw material is illustrated by Fig., Which shows a schematic flow diagram of the process of implementing the claimed method in the form of an installation including an accumulating ore hopper (1) intended for its reception, which is connected by a conveyor (2) to a ball mill (3) for grinding ore entering it, a flotation section made in the form of a main flotation machine (4) and a control flotation machine (6), each of which contains five chambers of the same shape and size for carrying out flotation, into which, using the impeller unit (5) is supplied with air to aerate the pulp, while the foam is removed into each subsequent chamber, and the impeller unit (7) of the cleaning flotation machine (8), containing four chambers for flotation, each of which is made in the form of the same shape and size chambers in which air is supplied with the help of an impeller unit (7) for aerating the pool lpy, and which are designed to extract the content of the target component, titanium dioxide, and the resulting slurry of oil-flotation concentrate is fed to thickeners (9) and (10) for accumulation and for transportation by a pump (11) is fed to a rotary kiln (12) for drying and calcining, then into the refrigerator (13) for cooling and along the conveyor (14) for sifting through a mesh into a coarse fraction and a target fraction - to a specified granular composition, and subsequent packing into containers.
Реализация заявленного способа получения нефтетитанового концентрата лейкоксенового осуществляется следующим образом.The implementation of the claimed method for producing oil titanium leucoxene concentrate is carried out as follows.
Нефтетитановая руда поступает из нефтешахтного производственного предприятия; при ее приеме предварительно определяют массовую долю содержащегося в ней диоксида титана, наличие которого является обязательным регламентируемым показателем. Поступающее сырье используют в технологическом процессе при условии наличия в ней массовой доли диоксида титана в пределах 6,59-15,31%.Petroleum titanium ore comes from an oil mine production facility; when it is received, the mass fraction of titanium dioxide contained in it is preliminarily determined, the presence of which is a mandatory regulated indicator. The incoming raw materials are used in the technological process, provided that there is a mass fraction of titanium dioxide in it in the range of 6.59-15.31%.
Поступившая из нефтешахтного производственного предприятия очередная партия нефтетитановой руды в установленном порядке направляется на лабораторное исследование для контроля по градуировочному графику массовой доли диоксида титана (в мг), содержащегося в растворе, полученном из i-ой навески руды (в гр).The next batch of petroleum titanium ore received from the oil mine production enterprise is sent for laboratory research in accordance with the established procedure to control the titanium dioxide mass fraction (in mg) contained in the solution obtained from the i-th sample of ore (in gr) according to the calibration graph.
Для реализации заявленного способа после контрольной проверки сырье подают в аккумулирующий бункер (1), который периодически пополняют рудой, также отобранной после предварительной и обязательной контрольной проверки наличия в каждой пополняемой партии сырья той же массовой доли диоксида титана.To implement the claimed method, after a control check, the raw material is fed into an accumulating hopper (1), which is periodically replenished with ore, also selected after preliminary and mandatory control check for the presence of the same mass fraction of titanium dioxide in each replenished batch of raw materials.
Из аккумулирующего бункера руды (1) нефтетитановую руду подают транспортером (2) на шаровую мельницу (3), в которой ее измельчают до фракции порядка 0,3 мм металлическими стальными шарами, номинальный диаметр которых 83 мм, и обрабатывают подаваемым в мельницу раствором соды и воды. Шаровая мельница (3) работает в замкнутом цикле. В нее подается оборотная вода, расход которой контролируется расходомером, а поддержание заданного значения рН = 8,5-9 пульпы регулируется подаваемым 10%-ным раствором соды, расход которого, как правило, корректируется не реже одного раза в час при очередном замере рН пульпы в случае отклонения от заданного значения.From the accumulating ore hopper (1), petroleum-titanium ore is fed by a conveyor (2) to a ball mill (3), in which it is crushed to a fraction of the order of 0.3 mm with metal steel balls, the nominal diameter of which is 83 mm, and treated with a soda solution supplied to the mill and water. The ball mill (3) operates in a closed cycle. It is supplied with circulating water, the flow of which is controlled by a flow meter, and the maintenance of the set pH = 8.5-9 of the pulp is regulated by the supplied 10% soda solution, the flow of which, as a rule, is adjusted at least once an hour with the next measurement of the pulp pH in case of deviation from the set value.
С шаровой мельницы (3) полученную в ней пульпу флотоконцентрата подают в отделение флотации на флотомашины (4), (6) и (8), где она последовательно проходит 5 камер основной флотации и 5 камер контрольной флотации, расположенных соответственно во флотомашинах (4) и (6), и затем пульпа проходит последовательно с 1 по 4 камеры перечистной флотомашины (8).From the ball mill (3) the resulting flotation concentrate slurry is fed to the flotation section to the flotation machines (4), (6) and (8), where it successively passes through 5 main flotation chambers and 5 control flotation chambers located respectively in flotation machines (4) and (6), and then the slurry passes sequentially from chambers 1 to 4 of the cleaning flotation machine (8).
Функции основной и контрольной флотации заключаются в максимальном извлечении полезного компонента TiО2 в пенный продукт, который регулируют расходом собирателя, расходом воздуха и уровнем пульпы в камерах. При этом в качестве собирателя-флотореагента может быть использована смесь кислоты жирной талловой и керосина в соотношении 1:1. Кроме этой смеси, в качестве собирателя-флотореагента может быть также использована смесь дизельного топлива и талового масла в соотношении 1:1 или 5% раствор кислоты жирной талловой.The functions of the main and control flotation are to maximize the extraction of the useful component TiO 2 into the foam product, which is controlled by the collector flow rate, air flow rate and the slurry level in the chambers. In this case, a mixture of tall fatty acid and kerosene in a ratio of 1: 1 can be used as a collector-flotation reagent. In addition to this mixture, a mixture of diesel fuel and tall oil in a 1: 1 ratio or a 5% solution of tall fatty acid can also be used as a collector-flotation agent.
Функции перечисток заключаются в повышении содержания TiО2 в пенном продукте с 30-32% в основной флотации до 50% в 4-й перечистке.The functions of the cleaners are to increase the TiO 2 content in the foam product from 30-32% in the main flotation to 50% in the 4th cleanup.
Пульпа нефтетитановой руды поступает в приемный карман первой камеры основной флотомашины (4), после чего по трубе засасывается импеллером (5) и через статор пульпу подают в камеру контрольной флотомашины (6); в импеллерный блок (5) поступает воздух для аэрации пульпы, пену удаляют в следующую камеру перечистной флотомашины (8), содержащей 4 камеры для проведения флотации, каждая из камер выполнена в виде одинаковых по форме и размеру камер во флотационной машине (8) для проведения перечистной флотации, в которых с помощью импеллерного блока (7) подается воздух для аэрации пульпы и для извлечения содержания целевого компонента (диоксида титана), а полученную пульпу флотоконцентрата подают в сгустители (9) и (10) для накопления и для транспортировки нефтетитанового концентрата насосом (11) во вращающуюся печь (12) для его сушки и прокалки.The oil titanium ore slurry enters the receiving pocket of the first chamber of the main flotation machine (4), after which it is sucked in by the impeller (5) through the pipe and the slurry is fed through the stator to the control flotation machine chamber (6); air enters the impeller unit (5) for aerating the pulp, the foam is removed into the next chamber of the cleaning flotation machine (8), containing 4 chambers for flotation, each of the chambers is made in the form of chambers of the same shape and size in the flotation machine (8) for carrying out cleaning flotation, in which air is supplied with the help of an impeller unit (7) to aerate the slurry and to extract the content of the target component (titanium dioxide), and the resulting slurry of the flotation concentrate is fed to thickeners (9) and (10) for accumulating and for transporting the oil titanium concentrate by a pump (11) into a rotary kiln (12) for drying and calcining.
При этом в качестве собирателя мембранным насосом-дозатором подается одна из указанных выше смесей, а регулирование собирателя производится по результатам химического анализа содержания TiО2 в руде, в концентрате и в хвостах.Here, as the collector membrane dosing pump is fed one of the above mixtures and collector control performed based on the results of chemical analysis of the content of TiO 2 in the ore, concentrate and tails.
При поступлении в переработку более богатой руды (с содержанием в сырье свыше 7% TiО2) увеличивается расход собирателя до максимальных значений 200 г/т.When richer ore (with a content of more than 7% TiO 2 in the raw material) enters processing, the collector consumption increases to a maximum value of 200 g / t.
При повышении содержания TiО2 (свыше 2%) в хвостах, увеличивают расход депрессанта, в качестве которого используют триполифосфат натрия, который подают в первую перечистку мембранным насосом дозатором.With an increase in the content of TiO 2 (over 2%) in the tailings, the consumption of the depressant is increased, which is used as sodium tripolyphosphate, which is fed into the first cleaning with a membrane pump with a metering device.
Концентрат основной флотации подают пенным насосом в первую камеру перечистной флотомашины (8), а хвосты направляют на контрольную флотацию, после чего их направляют с помощью насоса на узел сгущения в сгустители (9) и (10) и фильтрацию. Затем пенный продукт контрольной флотомашины (6) и хвосты первой перечистки перекачивают с помощью насоса (11).The concentrate of the main flotation is fed by a foam pump into the first chamber of the cleaning flotation machine (8), and the tailings are sent to control flotation, after which they are sent by means of a pump to the thickener unit in thickeners (9) and (10) and filtration. Then the foam product of the control flotation machine (6) and the tails of the first cleaning are pumped using a pump (11).
Концентрат первой перечистки флотомашины (8) пенным насосом подают на вторую перечистку, а хвосты возвращают при помощи пескового насоса на первую перечистку флотомашины (8) в первую камеру основной флотомашины (4).The concentrate from the first cleaning of the flotation machine (8) with a foam pump is fed to the second cleaning, and the tailings are returned by means of a sand pump to the first cleaning of the flotation machine (8) into the first chamber of the main flotation machine (4).
Концентрат второй перечистки флотомашины (8) пенным насосом подают на третью перечистку, а хвосты возвращают на вторую перечистку флотомашины (8).The concentrate of the second cleaning of the flotation machine (8) with a foam pump is fed to the third cleaning, and the tailings are returned to the second cleaning of the flotation machine (8).
Концентрат третьей перечистки пенным насосом подают на четвертую перечистку, а хвосты возвращают на третью перечистку флотомашины (8).The concentrate of the third cleaning with a foam pump is fed to the fourth cleaning, and the tailings are returned to the third cleaning of the flotation machine (8).
Концентрат четвертой перечистки направляют с помощью пескового насоса в накопительные сгустители (9) и (10), которые работают поочередно, с периодической разгрузкой, а хвосты возвращают на третью перечистку флотомашины (8).The concentrate of the fourth clean-up is sent by means of a sand pump to the storage thickeners (9) and (10), which work alternately, with periodic unloading, and the tailings are returned to the third clean-up of the flotation machine (8).
Важным условием повышения эффективности заявленного способа является поддержание на стадии флотации заданной температуры (30-37ºС) пульпы во флотомашинах (4), (6) и (8) за счет подачи горячей оборотной воды и постоянного контроля температуры переносным пирометром, поскольку повышение температуры пульпы выше 38ºС приводит к расслоению пульпы и к образованию на ее поверхности вязкой тягучей массы. транспортная вода подается также для поддержания уровня во флотомашинах (4) и (6) и транспортировки концентрата, а регулировку уровней производят шиберными заслонками на разделе камер флотаций. Транспортная вода, используемая для приготовления пульпы, поступает в сгустители (9) и (10), при этом режим ее подачи непрерывный, а расход составляет 8,8-10 м3/ч. Транспортная вода, кроме собственно воды, содержит твердый концентрат (до 0,2 мас. %) и нефтесодержащую жидкость (до 0,6 мас. %).An important condition for increasing the efficiency of the claimed method is maintaining the specified temperature (30-37 ° C) of the slurry at the flotation stage in flotation machines (4), (6) and (8) by supplying hot circulating water and constant temperature control with a portable pyrometer, since the increase in the temperature of the slurry is higher 38 ° C leads to the stratification of the pulp and to the formation of a viscous viscous mass on its surface. The transport water is also supplied to maintain the level in the flotation machines (4) and (6) and transport the concentrate, and the levels are adjusted using slide valves on the section of the flotation chambers. Transport water used for the preparation of the pulp enters the thickeners (9) and (10), while the mode of its supply is continuous, and the flow rate is 8.8-10 m 3 / h. Transport water, in addition to water itself, contains a solid concentrate (up to 0.2 wt%) and an oily liquid (up to 0.6 wt%).
Пенные продукты четвертой перечистки флотомашины (8) и хвосты контрольной флотации флотомашины (6) отбирают в качестве пробы и по результатам их химического анализа в производственной лаборатории производят оценку эффективности процесса флотации, касающейся извлечения диоксида титана во флотоконцетрат, после чего проводят его корректировку. Хвостовая пульпа из флотомашин (4), (6) и (8) с содержанием песков 24,7 мас. %, подвергают сгущению до 90 мас. %.The foam products of the fourth cleaning of the flotation machine (8) and the tails of the control flotation of the flotation machine (6) are taken as a sample and, based on the results of their chemical analysis, in the production laboratory, the efficiency of the flotation process is assessed regarding the extraction of titanium dioxide into the flotation concentrate, after which it is corrected. Tail slurry from flotation machines (4), (6) and (8) with a sand content of 24.7 wt. %, subjected to thickening to 90 wt. %.
Флотоконцентрат с содержанием 40-45% (и до 50%) подают из флотомашины (8) в два сгустителя (9) и (10) объемом 53 м3 каждый для накопления, которые работают попеременно, с периодической разгрузкой. Накопленный в сгустителях (9,10) в виде пульпы флотоконцентрат, который содержит до 27% нефти и до 60% твердого концентрата, транспортируют насосом (11) по трубопроводу во вращающуюся печь (12) для его сушки и прокалки.The flotation concentrate with a content of 40-45% (and up to 50%) is fed from the flotation machine (8) into two thickeners (9) and (10) with a volume of 53 m 3 each for accumulation, which operate alternately with periodic unloading. The flotation concentrate accumulated in the thickeners (9, 10) in the form of pulp, which contains up to 27% oil and up to 60% solid concentrate, is transported by a pump (11) through a pipeline to a rotary kiln (12) for drying and calcining.
Во вращающуюся печь (12) подают флотоконцентрат и проводят обжиг. Скорость увеличения температуры во вращающейся печи (12) возрастает за счет тепла сгорания выделившихся горючих паров газообразных компонентов нефти, находящейся во флотоконцентрате, и при достижении температуры 460-480ºC процесс выделения летучих углеводородов заканчивается, после чего начинается процесс коксования оставшихся в материале тяжелых компонентов нефти, при этом коксование нефти или глубокий термический крекинг протекает фактически без доступа кислорода при температуре 460-900ºС. Сушку и прокалку проводят за счет подаваемого воздуха по штуцеру вентилятором с расходом до 3200 м3/час и природного газа с давлением 0,01 мПа при температуре 600-700ºС в топочной камере (до выкипания воды и выжига летучих органических компонентов).In the rotary kiln (12) flotation concentrate is fed and firing is carried out. The rate of temperature increase in the rotary kiln (12) increases due to the combustion heat of the released combustible vapors of gaseous oil components in the flotation concentrate, and when the temperature reaches 460-480ºC, the process of volatile hydrocarbon evolution ends, after which the process of coking the heavy oil components remaining in the material begins, at the same time, oil coking or deep thermal cracking proceeds virtually without oxygen at a temperature of 460-900 ° C. Drying and calcination is carried out due to the air supplied through the nozzle by a fan with a flow rate of up to 3200 m 3 / h and natural gas with a pressure of 0.01 MPa at a temperature of 600-700 ° C in the combustion chamber (until the water boils off and the volatile organic components are burned out).
На выходе из вращающейся печи (12) при температуре до 1170ºС в камере дожигания вращающейся печи (12) проводят дожигание сажи и ароматических смол.At the exit from the rotary kiln (12) at temperatures up to 1170 ° C in the afterburner of the rotary kiln (12), soot and aromatic resins are afterburned.
В результате сушки и прокалки флотоконцентрата происходит испарение воды, выжиг летучих органических компонентов и коксование тяжелых компонентов нефти, дожигание сажи и ароматических смол, после чего на основе пульпы с первоначальным содержанием в ней воды (88,8 мас. %), твердого концентрата (7,4 мас. %) и остаточной нефти (3,8 мас. %) получают преобразованный из нее концентрат лейкоксеновый со следующими показателями, как это видно из таблицы 1: массовой долей диоксида титана не менее 45% , массовой долей влаги (не более 0,5 %) и крупностью (0,1-0,3 мм).As a result of drying and calcining the flotation concentrate, water evaporates, volatile organic components are burned out and heavy oil components are coked, soot and aromatic resins are burned out, after which, on the basis of a pulp with an initial water content (88.8 wt%), a solid concentrate (7 , 4 wt.%) And residual oil (3.8 wt.%), A leucoxene concentrate converted from it is obtained with the following indicators, as can be seen from Table 1: mass fraction of titanium dioxide not less than 45%, mass fraction of moisture (no more than 0 , 5%) and size (0.1-0.3 mm).
Таблица 1Table 1
Из камеры дожигания вращающейся печи (12) концентрат лейкоксеновый подают в холодильник (13) для охлаждения до 60ºС, после чего его классифицируют на транспортере (14), например, типа ПТ-368, просеиванием через сетку с размером ячеек 0,35 мм, до задаваемого гранулированного состава, а затем упаковывают его в тару.From the afterburning chamber of the rotary kiln (12), the leucoxene concentrate is fed into the refrigerator (13) for cooling to 60 ° C, after which it is classified on a conveyor (14), for example, of the PT-368 type, by sieving through a mesh with a mesh size of 0.35 mm, to set granular composition, and then pack it in a container.
При этом характеристика полученного концентрата лейкоксенового по своим органолептическим и физико-химическим показателям соответствует нормам следующих основных регламентируемых показателей качества, приведенных в таблице 2.At the same time, the characteristic of the obtained leucoxene concentrate in terms of its organoleptic and physicochemical indicators corresponds to the standards of the following main regulated quality indicators given in table 2.
Таблица 2table 2
Результаты апробации заявленного способа получения лейкоксенового концентрата для использования в качестве титаноносного сырья (на предмет извлечения минералов из нефтетитановой руды после стадии флотации с последующей сушкой и обжигом) представлены в виде конкретных примеров его реализации.The results of approbation of the claimed method for producing leucoxene concentrate for use as a titanium-bearing raw material (for the extraction of minerals from petroleum-titanium ore after the flotation stage, followed by drying and roasting) are presented as specific examples of its implementation.
Пример 1.Example 1.
Ниже в качестве примера реализации заявляемого способа приведен его рабочий цикл, включающий последовательное проведение технологических операций в режиме реального времени с использованием конкретного оборудования и полученного заявленным способом концентрата лейкоксенового, используемого в качестве титаносодержащего сырья, не уступающего по своим свойствам и составу импортозамещающим компонентам.Below, as an example of the implementation of the proposed method, its operating cycle is given, including the sequential carrying out of technological operations in real time using specific equipment and the leucoxene concentrate obtained by the claimed method, used as a titanium-containing raw material, which is not inferior in its properties and composition to import-substituting components.
При проведении апробации заявленного способа получения лейкоксенового концентрата для использования в качестве титаноносного сырья была осуществлена переработка нефтетитановой руды с содержанием диоксида титана 7-12% (технологическая схема установки представлена на Фиг.). На шаровой мельнице (3) проводили измельчение нефтетитановой руды до фракции 0,1-0,3 мм. С шаровой мельницы (3) пульпу нефтефлотоконцентрата подавали в первую камеру основной флотации флотомашины (4) с последующей флотацией в секциях контрольной флотации флотомашины (6) и перечистной флотации флотомашины (8). При этом концентрация в нефтефлотоконцентрате диоксида титана на выходе с контрольной флотации на флотомашине (6) составляла 35%. Концентрация в флотоконцентрате диоксида титана на выходе с перечистной флотации флотомашины (8) составляла 45% (при этом в примерах апробации заявленного способа диапазон измерений массовой доли диоксида титана в анализируемых образцах составлял от 40% до 55%).When testing the claimed method for producing a leucoxene concentrate for use as a titanium-bearing raw material, oil titanium ore with a titanium dioxide content of 7-12% was processed (the process flow diagram of the unit is shown in Fig.). On a ball mill (3), oil titanium ore was ground to a fraction of 0.1-0.3 mm. From the ball mill (3), the slurry of the oil-flotation concentrate was fed into the first chamber of the main flotation of the flotation machine (4), followed by flotation in the sections of the control flotation of the flotation machine (6) and the cleaning flotation of the flotation machine (8). At the same time, the concentration of titanium dioxide in the oil flotation concentrate at the outlet from the control flotation on the flotation machine (6) was 35%. The concentration of titanium dioxide in the flotation concentrate at the outlet from the cleaning flotation of the flotation machine (8) was 45% (in the examples of approbation of the claimed method, the range of measurements of the mass fraction of titanium dioxide in the analyzed samples was from 40% to 55%).
Расходы собирателя-флотореагента, в качестве которого была использована смесь кислоты жирной талловой и керосина в соотношении 1:1, составляла: в основную флотацию флотомашины (4) - 1,5 л/час, в первую секцию перечистной флотомашины (8) - 0,5 л/час, в третью секцию перечистной флотомашины (8) - 0,5 л/час. При этом температура пульпы составляла 37оС.The consumption of the collector-flotation reagent, which was used as a mixture of tall fatty acid and kerosene in a ratio of 1: 1, was: in the main flotation of the flotation machine (4) - 1.5 l / h, in the first section of the cleaning flotation machine (8) - 0, 5 l / h, in the third section of the cleaning flotation machine (8) - 0.5 l / h. At this temperature the slurry was 37 ° C.
Концентрация в сгустителях (9,10) составляла 27% нефти и 60% твердого вещества. Флотоконцентрат, накопленный в сгустителях (9) и (10), подавали для сушки и обжига во вращающуюся печь (12). При этом расход воздуха в печь составлял-3200 м3/час. Температура в топочной камере составляла 600-700ºС. Температура в камере дожига составляла 1170ºС. В дальнейшем было проведено охлаждение полученного продукта в холодильнике (13) - до 60ºС, с последующей классификацией путем просеивания через сетку с размером ячейки 0,35 мм, до задаваемого гранулированного состава, и упаковкой его в тару.The concentration in the thickeners (9,10) was 27% oil and 60% solids. The flotation concentrate accumulated in the thickeners (9) and (10) was fed for drying and firing into a rotary kiln (12). In this case, the air consumption in the furnace was 3200 m 3 / hour. The temperature in the combustion chamber was 600-700 ° C. The temperature in the afterburner was 1170 ° C. Subsequently, the obtained product was cooled in a refrigerator (13) - up to 60 ° C, followed by classification by sifting through a mesh with a mesh size of 0.35 mm, to a specified granular composition, and packing it into containers.
Пример 2.Example 2.
Исходя из того, что в Ярегском месторождении основными рудообразующими минералами являются кварц и лейкоксен, содержание TiO2 в котором составляет 50–70%, а лейкоксен, как полиминеральный агрегат, состоит в основном из микрокристаллов оксидов титана и разного количества тонкозернистого кварца, являющегося породообразующим минералом руд, ниже в таблице 3 представлен химический состав 4-х проб с разным содержанием диоксида титана (в диапазоне 4,6 – 11,7%) в нефтетитановой руде.Based on the fact that the main Yarega field ore-forming minerals are quartz and leucoxene, TiO 2 content of which is 50-70%, and leucoxene as polymineral aggregate consists essentially of microcrystals of titanium oxide and different amounts of fine-grained quartz, rock-forming mineral which ores, Table 3 below shows the chemical composition of 4 samples with different titanium dioxide content (in the range of 4.6 - 11.7%) in oil titanium ore.
Таблица 3Table 3
Результаты проведенной апробации заявленного способа получения концентрата лейкоксенового показали, что в перерабатываемом флотоконцентрате повышается содержание диоксида титана. При этом диоксид титана представлен в основном в рутильной форме. Кроме того, химическая активность лейкоксеновых концентратов после обжига по предлагаемому способу значительно увеличивается, что позволяет повысить эффективность и экономичность дальнейшего обогащения такого продукта, как титан-кремнистый концентрат, для получения, например, коммерчески широко востребованного высококачественного пигментного диоксида титана.The results of the testing of the claimed method for producing leucoxene concentrate showed that the content of titanium dioxide in the processed flotation concentrate increases. In this case, titanium dioxide is presented mainly in the rutile form. In addition, the reactivity of leucoxene concentrates after firing according to the proposed method is significantly increased, which makes it possible to increase the efficiency and economy of further enrichment of such a product as titanium-siliceous concentrate to obtain, for example, commercially widely demanded high-quality pigment titanium dioxide.
Пример 3.Example 3.
Апробация заявленного способа получения лейкоксенового концентрата с использованием для его производства руды из Ярегского месторождения, включала стадии получения флотационного концентрата из титансодержащей руды лейкоксен, его прокаливание до получения лейкоксенового концентрата с содержанием диоксида титана не менее 45%. В лейкоксене рутил находится в виде тонкого срастания с кварцем. В лейкоксеновом концентрате содержание TiO2 составляет не менее 45, a SiO2 - 55%. Помимо оксидов титана и кремния, в лейкоксеновом концентрате содержатся и другие основные технологические показатели (в %), которые приведены в таблице 4.Approbation of the claimed method of obtaining a leucoxene concentrate using ore from the Yarega deposit for its production included the stages of obtaining a flotation concentrate from a titanium-containing leucoxene ore, its calcination to obtain a leucoxene concentrate with a titanium dioxide content of at least 45%. In leucoxene, rutile occurs as a thin intergrowth with quartz. In the leucoxene concentrate, the TiO 2 content is at least 45%, and the SiO 2 content is 55%. In addition to titanium and silicon oxides, the leucoxene concentrate also contains other main technological parameters (in%), which are shown in Table 4.
Таблица 4Table 4
Производство флотационного концентрата включает в себя (иллюстрировано на Фиг.) операции дробления и измельчения руды в шаровой мельнице (3), основную и контрольную флотацию во флотомашинах (4) и (6) с использованием присутствующей в руде нефти в качестве основного флотационного агента и четыре перечистки во флотомашине (8) чернового концентрата, функции которых заключаются в повышении содержания TiО2 в пенном продукте с 30–32% в основной флотации во флотомашине (4) до 50% в 4-ой перечистке флотомашины (8). Флотационный нефтетитановый концентрат поступает в виде пульпы по пульпопроводу. В состав пульпы входит вода (88,8 мас. %), твердый концентрат (7,4 мас. %) и остаточная нефть (3,8 мас. %). После отделения основного количества транспортной воды из пульпы происходит разделение суспензии по крупности мелкозернистых материалов в водной среде на две фракции – тонкую и крупную. Пульпа обезвоживается до содержания воды 13,5 мас. % и нефти до 27,2 мас. %. Влажный нефтетитановый концентрат с массовым содержанием воды около 13,5 мас. % и размером частиц 0,1–0,3 мм со стадии обезвоживания поступает на стадию сушки и прокалки во вращающуюся печь (12). В составе влажного концентрата присутствует до 27 мас. % нефти; содержание твердого концентрата составляет до 60 мас. %. С температурой более 100ºC начинается процесс выкипания воды, входящей в состав материала. После полного выкипания воды температура материала продолжает повышаться. Выделение из концентрата органических компонентов начинается при достижении температуры 180–190ºC, а процесс выделения летучих углеводородов заканчивается при температуре 460–480ºC, после чего начинается процесс коксования оставшихся в материале тяжелых компонентов нефти. Коксование нефти или глубокий термический крекинг протекает фактически без доступа кислорода при температуре 460-900ºС. Прокаленный концентрат с температурой 900ºC поступает на стадию охлаждения в холодильник (13) и уже с температурой 50-60ºC прокаленный концентрат поступает в шаровую мельницу (3) на стадию измельчения до размера частиц не более 74 мкм (90%). Размер фракции исходного материала составляет 100–300 мкм.The production of flotation concentrate includes (illustrated in Fig.) Operations of crushing and grinding ore in a ball mill (3), main and control flotation in flotation machines (4) and (6) using the oil present in the ore as the main flotation agent and four recleaning during flotation machine (8) rougher concentrate, whose functions are to increase the content of TiO 2 in the foam product with 30-32% in primary flotation during flotation machine (4) to 50% in the 4th recleaning flotation (8). Flotation oil-titanium concentrate is supplied in the form of a slurry through a slurry pipeline. The pulp contains water (88.8 wt%), solid concentrate (7.4 wt%) and residual oil (3.8 wt%). After separating the bulk of the transport water from the pulp, the suspension is separated according to the size of fine-grained materials in an aqueous medium into two fractions - fine and coarse. The pulp is dehydrated to a water content of 13.5 wt. % and oil up to 27.2 wt. %. Wet oil-titanium concentrate with a mass water content of about 13.5 wt. % and a particle size of 0.1–0.3 mm from the stage of dehydration goes to the stage of drying and calcination in a rotary kiln (12). The wet concentrate contains up to 27 wt. % oil; the content of solid concentrate is up to 60 wt. %. With a temperature of more than 100ºC, the process of boiling off water, which is part of the material, begins. After the water has completely boiled off, the temperature of the material continues to rise. The release of organic components from the concentrate begins when the temperature reaches 180–190ºC, and the process of release of volatile hydrocarbons ends at a temperature of 460–480ºC, after which the process of coking of the heavy oil components remaining in the material begins. Oil coking or deep thermal cracking occurs virtually without oxygen at a temperature of 460-900 ° C. The calcined concentrate with a temperature of 900ºC enters the cooling stage in the refrigerator (13) and already with a temperature of 50-60ºC the calcined concentrate enters the ball mill (3) for the stage of grinding to a particle size of no more than 74 microns (90%). The size of the fraction of the starting material is 100–300 µm.
После прокалки, удаления нефтяной составляющей и измельчения во флотоконцентрате содержатся в основном соединения титана и кремния (концентрат лейкоксеновый). Состав прокаленного концентрата, % масс., приведён в таблице 5.After calcination, removal of the oil component and grinding, the flotation concentrate contains mainly titanium and silicon compounds (leucoxene concentrate). The composition of the calcined concentrate, wt%, is shown in Table 5.
Таблица 5Table 5
Технико-экономическая эффективность заявленного способа состоит, как показали результаты апробаций заявленного способа, в повышении содержания TiO2 в обогащенном продукте, сокращении при этом времени на проведение дополнительных операций, связанных с отказом от экологически агрессивных технологий, например, на основе солянокислотного выщелачивания, снижающих эффективность способа за счет создания серьезных экологических и экономических проблем, требующих значительных расходов на их устранение. Кроме того, важным и значимым результатом является реальная возможность расширения коммерческой сферы применения полученного титаноносного сырья на основе концентрата лейкоксенового (вместо рутилового или ильменитового концентратов) путем его использования в качестве импортозамещающего компонента, в том числе, для улучшения сварочно-технологических свойств и снижения стоимости покрытий сварочных электродов и сварочных флюсов за счет вовлечения для этих целей отечественного титаноносного сырья Ярегского месторождения с содержанием TiO2 не менее 45% в полученном на его основе концентрате лейкоксеновом.The technical and economic efficiency of the claimed method consists, as shown by the results of approbation of the claimed method, in increasing the TiO 2 content in the enriched product, while reducing the time for additional operations associated with the rejection of environmentally aggressive technologies, for example, based on hydrochloric acid leaching, which reduce the efficiency way by creating serious environmental and economic problems that require significant costs to eliminate them. In addition, an important and significant result is the real possibility of expanding the commercial scope of the obtained titanium-bearing raw materials based on leucoxene concentrate (instead of rutile or ilmenite concentrates) by using it as an import-substituting component, including for improving the welding and technological properties and reducing the cost of coatings. welding electrodes and welding fluxes due to the involvement for these purposes of domestic titanium-bearing raw materials from the Yarega deposit with a TiO 2 content of at least 45% in the leucoxene concentrate obtained on its basis.
Список используемых источников информации:List of used sources of information:
1. Патент РФ №2086690 (Заявка №94017676, 11.05.1994); МПК: C22B 34/12 (1995.01); «Способ переработки лейкоксенового концентрата».1. RF patent No. 2086690 (Application No. 94017676, 11.05.1994); IPC: C22B 34/12 (1995.01); "Method for processing leucoxene concentrate".
2. WO 97/19199 (заявка PCT/CA96/00767); МПК: C 22B34/12; “Method to Upgrade Titania Slag and Resulting Product”.2. WO 97/19199 (application PCT / CA96 / 00767); IPC: C 22B34 / 12; “Method to Upgrade Titania Slag and Resulting Product”.
3. Патент РФ №2001138 (Заявка: 5003247, 03.07.1991); МПК: С22В 34/12; «Способ переработки лейкоксенового концентрата».3. RF patent №2001138 (Application: 5003247, 03.07.1991); IPC: С22В 34/12; "Method for processing leucoxene concentrate".
4. Авджиев Г.Р. Технология переработки ярегского сырья // Проблемы комплексного освоения Ярегского нефтетитанового месторождения: Докл. на науч.-анал. конф. "Природные ресурсы и производительные силы Республики Коми" (10-12 ноября 1993 г.). Сыктыквар, 1993. С.26-30.4. Avdzhiev G.R. Yarega raw material processing technology // Problems of complex development of the Yarega oil-titanium field: Dokl. for scientific-anal. conf. "Natural resources and productive forces of the Komi Republic" (November 10-12, 1993). Syktykvar, 1993.S. 26-30.
5. Патент РФ №2216517 (Заявка: 2002118684/12, 15.07.2002); МПК: C01G 23/047; C22B3/04; «Способ получения искусственного рутила из лейкоксенового концентрата».5. RF patent No. 2216517 (Application: 2002118684/12, 15.07.2002); IPC: C01G 23/047; C22B3 / 04; "Method for producing artificial rutile from leucoxene concentrate."
6. Патент РФ №2334799 (Заявка №2007123191/02, 21.06.2007); МПК: C22B 34/12, C22B 1/04 (2006.01); «Способ переработки нефтетитановых лейкоксеновых концентратов» (прототип).6. RF patent No. 2334799 (Application No. 2007123191/02, 21.06.2007); IPC: C22B 34/12, C22B 1/04 (2006.01); "Method for processing petroleum-titanium leucoxene concentrates" (prototype).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144271A RU2728088C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Method of producing leucoxene concentrate for use as titanium-containing material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144271A RU2728088C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Method of producing leucoxene concentrate for use as titanium-containing material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2728088C1 true RU2728088C1 (en) | 2020-07-28 |
Family
ID=72085289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144271A RU2728088C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Method of producing leucoxene concentrate for use as titanium-containing material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728088C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2843353C1 (en) * | 2024-11-05 | 2025-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method of processing leucoxene flotation concentrate |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU177367A1 (en) * | Всесоюзный научно исследовательский институт природного газа | METHOD OF PREPARATION FOR FLOTATION | ||
| RU2334799C1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-09-27 | ООО "Научно-производственное предприятие ЭЛСТИН-Сельэлектросетьстрой" | Method of processing of oil titanium leucoxenic concentrates |
| RU2398637C2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-09-10 | Маратон Ойл Кэнада Корпорейшн | Processing of asphaltene-containing tails |
| RU2399591C1 (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-20 | Закрытое акционерное общество "СИТТЕК" (ЗАО "СИТТЕК") | Method of obtaining titanium coagulant for purifying and decontaminating natural and waste water and method of using titanium coagulant for purifying and decontaminating natural and waste water (versions) |
| RU2458743C1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" (ООО "ЛУКОЙЛ-Коми") | Flotation of titanium-bearing ores and water-bearing ores for extraction of minerals |
-
2019
- 2019-12-27 RU RU2019144271A patent/RU2728088C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU177367A1 (en) * | Всесоюзный научно исследовательский институт природного газа | METHOD OF PREPARATION FOR FLOTATION | ||
| RU2398637C2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-09-10 | Маратон Ойл Кэнада Корпорейшн | Processing of asphaltene-containing tails |
| RU2334799C1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-09-27 | ООО "Научно-производственное предприятие ЭЛСТИН-Сельэлектросетьстрой" | Method of processing of oil titanium leucoxenic concentrates |
| RU2399591C1 (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-20 | Закрытое акционерное общество "СИТТЕК" (ЗАО "СИТТЕК") | Method of obtaining titanium coagulant for purifying and decontaminating natural and waste water and method of using titanium coagulant for purifying and decontaminating natural and waste water (versions) |
| RU2458743C1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" (ООО "ЛУКОЙЛ-Коми") | Flotation of titanium-bearing ores and water-bearing ores for extraction of minerals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2843353C1 (en) * | 2024-11-05 | 2025-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method of processing leucoxene flotation concentrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111170750A (en) | Method for producing refractory material by innocent treatment of secondary aluminum ash | |
| CN100340681C (en) | Improved beneficiation process for concentration/calcination of zinc silicate ores and minerals | |
| CN113564363B (en) | Method for enriching and recovering chromium resource by synergistic utilization of chromium-containing sludge and chromium-containing waste residue | |
| US8647400B2 (en) | Beneficiation process to produce low ash clean coal from high ash coals | |
| CN102616842A (en) | Method for preparing titanium white | |
| US20200299806A1 (en) | Process for processing red mud and producing rare-earth metal salts | |
| CN101418370A (en) | Novel industrialization method for comprehensive utilization of vanadium ferrotitanium ore concentrate | |
| CN101269946A (en) | A kind of preparation method of calcined kaolin | |
| Das et al. | Effective utilization of blast furnace flue dust of integrated steel plants | |
| CN107401746A (en) | The processing system and its processing method of aluminium electroloysis slag from delining | |
| CN111455165A (en) | Suspension magnetization roasting cyanogen breaking-low intensity magnetic separation iron extraction device for high-iron cyanidation tailings | |
| JP2009511418A (en) | Process for concentration of anatase mechanical concentrate to obtain synthetic rutile with low content of rare earth and radioactive elements | |
| Parekh et al. | An assessment of technology for possible utilization of Bayer process muds | |
| Rayzman et al. | Extracting silica and alumina from low-grade bauxite | |
| CN109207720A (en) | A kind of leaching method of extracting vanadium from stone coal | |
| RU2728088C1 (en) | Method of producing leucoxene concentrate for use as titanium-containing material | |
| CN105755298B (en) | The method that tungsten copper bismuth iron is extracted from tungstenic limonite | |
| CN101941015B (en) | Method and device for producing powder mineral admixture from brown alumina dust | |
| CN204685646U (en) | The treating apparatus of aluminium electroloysis waste lining | |
| CN101608257A (en) | Technology for far infrared thermocompression decomposition of tungsten mineral raw material | |
| CN111747665A (en) | Manufacturing process of finished cement added with Bayer process red mud | |
| CN114888043A (en) | Method and device for treating secondary aluminum ash | |
| CN117718135A (en) | Method for efficiently extracting lithium and high-purity quartz from low-grade hydrothermal alteration type lithium ore | |
| CN117160657A (en) | One-step calcification-biomassification coupling method and device for treating high-speed rail red mud | |
| CN104988337B (en) | The bone coal navajoite extract technology that a kind of spent acid recycles |