高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法

技术领域

本发明涉及钛白粉生产工艺领域，尤其涉及高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法。

背景技术

钛铁矿(FeTiO

国内钛矿在二十几个省区均有分布，其中原生钛铁矿主要分布在四川攀西和河北承德，钛铁砂矿主要分布在海南、云南、广东、广西等地。整体呈现贫矿多、富矿少，均为多金属共生矿的特点。其中供应量最为充裕的钒钛磁铁矿由于选冶技术的特点，需要大量使用浮选剂来选得钛铁矿，该过程中除磷、除硫步骤的有无，以及是否彻底将直接影响到所选出的钛铁矿中磷元素及硫元素的含量。随着环保意识的不断提高，钛矿供给中再生钛矿的占比不断提高，许多复杂难选的矿石种类乃至硫酸法钛白粉酸解生产尾料也成为选矿的对象。在钛白粉生产成本控制的压力下，越来越多厂家被迫使用曾经被认为“不合适”的钛铁矿进行生产。

磷元素在钛白粉生产中一方面作为颜料调节剂，可以抑制产品中杂质铁的显色，另一方面是作为煅烧时中间产品偏钛酸向金红石型转化的抑制剂。煅烧升温过程中，吸附在偏钛酸表面的磷元素由于空间位阻效应，并不会进入到二氧化钛晶格内部而是形成一道屏障，阻止二氧化钛粒子之间的烧结长大。可以直观地认为,物料中磷含量与煅烧后粒径成反比,即磷含量越高得到的粒子越细。在过去，生产金红石型钛白粉会在盐处理工序中加入0.2～0.4%（H

以上现实就产生了这样的矛盾：一方面，厂家由于成本压力会选择磷元素较多的钛铁矿，而钛铁矿中磷含量超标，又会严重影响到产品的性能，因此控制住钛铁矿的磷含量是关键。

如中国发明专利公开号CN1090225A公开了海滨砂矿高磷钛铁矿降磷选矿工艺，将重选后的精矿烘干(晒干)，筛分，用感应辊式磁选机进行磁选，再经过静电高压电选机进行电选，最后得到具有磁性、导电性的低磷钛铁矿精矿，达到了冶炼工业要求标准。该工艺是针对单一的高磷钛铁矿，是一种后处理方法，并不能提前控制磷含量，而且该工艺是高磷钛铁矿供应商针对特定种类钛铁矿进行磷含量控制,对于钛铁矿使用方即钛白粉生产厂家并无指导意义，又如中国发明专利公告号CN110090730B公开了磷灰石钛铁矿选矿工艺，同样是针对单一矿源，也是通过后续的浮选来除磷。没有在使用时用不同磷含量的矿源来混合并控制其中的磷含量的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的矿源选择多样化，而在选择不同的矿源时无法控制各自的磷含量，而磷含量过高无法在后续工序中处理，产生额外能耗且影响产品性能。本发明为此提供一种高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法。

本方法通过检测各类钛铁矿原料磷含量，依据该批次钛铁矿具体磷含量确定其配矿比例，从而实现配得的混矿磷含量在（0.070±0.004）%。

本发明的技术方案是：高磷钛矿和普通钛矿的混合配比确定方法，其特征是：将高磷钛矿和普通钛矿混合而成混合矿，高磷钛矿和普通钛矿的配矿比例计算公式如下：配矿比例=P指标上限/50%*m%。

上述方案中所述m为0.07-0.08。

上述方案中所述高磷钛矿有一种，普通钛矿有一种。

上述方案中所述高磷钛矿有两种，普通钛矿有一种。

上述方案中所述高磷钛矿有两种，普通钛矿有两种。

上述方案的改进是根据混合矿磷含量偏离0.070%的程度，在下述范围内相应调整各项指标：在煅烧流程：煅烧晶种碱钛比1.45～1.60、煅烧晶种加量3～5%，在盐处理流程：盐处理锌盐含量0.2-0.4%，盐处理钾盐含量0.2-0.5%。

上述方案中所述的锌盐是ZnO，所述钾盐是K

上述方案的进一步改进是根据研磨粒径偏离0.305µm的程度，在下述范围内相应调整各项指标：砂磨机研磨浓度300-500g/L，砂磨机研磨流量3.5-5m

本发明的有益效果是1、对钛铁矿原料要求低：极大的拓宽了钛铁矿原料的选择范围，诸多低品位（≤45%）、高磷含量如河北承德、山东沂水等地的“劣矿”也具备了使用价值，有效降低了钛铁矿方面的成本压力，为众多不具备矿产资源的钛白粉生产厂家提供了原料选择。2、运行稳定：通过先出指标再配矿，依据指标反推比例的方式，有效稳定了混矿中磷元素含量水平。通过后续煅烧晶种指标及盐处理指标的加强控制，使进入后处理的物料粒径理想、集中。3、产品应用性能高：本方法得到的蓝底相金红石型钛白粉，吸油量≤21g/100g、高搅分散性≤25µm、醇酸树脂体系遮盖力≥93.68（镇钛ZR-940+为93.5），受客户欢迎。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本方法通过检测各类钛铁矿原料磷含量，依据该批次钛铁矿具体磷含量确定其配矿比例，从而实现配得的混矿磷含量在（0.070±0.004）%；如果混合矿磷含量偏离0.070%，可以根据需要在煅烧流程：煅烧晶种碱钛比1.45～1.60、煅烧晶种加量3～5%，在盐处理流程：盐处理锌盐含量0.2-0.4%，盐处理钾盐含量0.2-0.5%。其中的锌盐是ZnO，所述钾盐是K

研磨粒径数据如表1

生产实际操作过程为：

1、散装钛铁矿按照500-2000吨/批次成堆，吨袋装钛铁矿按照500-1000吨/批次成堆后，不同种类钛铁矿独立成堆，参照《GB6679-86 固体化工产品采样通则》进行采样、混匀、缩分、送检。

2、配矿工序最多支持4个子类的钛铁矿进行调配。根据钛铁矿品味、磷含量等指标将其分为两大类，同一类2个子类进入同一矿仓，通过向受料斗喂料量控制两者比例；不同类钛铁矿进入不同矿仓，其比例通过各自矿仓的星形给料器流量控制。配矿混匀及粉碎过程均在球磨机中进行。

3、各子类钛矿在配矿过程中，以不超过表2中指标上限所对应的比例进行调配时，可以确保配矿之后其指标不超过要求；

表2：磷含量平衡指标-配矿比例对照表

注：计算方式为P指标上限=50%*m%/配矿比例

以表2中15%配矿比例对应指标上限0.230为例：若已购买的钛铁矿中P含量达到了0.230%，则配矿时以不超过15%的比例混合可以保证混矿磷含量不超标；若要新购买钛铁矿，其P指标为0.230%，则购买的数量不应超过钛矿使用总量的15%，即可保证该配矿方法的正常周转。需要说明的是，m为经验数值，取值范围可以是0.07-0.08。

计算公式推导过程如下：

1、配矿目标磷含量设为m%，本方法中要求m≤0.070；

2、子类钛矿中高磷矿A中磷含量a%，配矿比例ωa，普通钛矿B中磷含量b%，配矿比例ωb，有a>m>b；以高磷矿A和普通钛矿B两种配矿时，有

3、以总磷含量衡算，要求

4、若以A1、A2两种高磷矿和普通钛矿B进行配矿，可分别用A1与B计算配比、用A2与B计算配比之后再换算成总的配比；若以A1、A2两种高磷矿和B1、B2两种普通钛矿进行配矿（不妨设磷含量a

5、本方法核心思路是子类钛矿总磷含量的衡算：高磷矿产生额外的磷，同时普通钛矿接收额外的磷，最终实现混矿中磷的平衡和稳定。实际生产决策面对的情况要比本模型更加复杂，实际配矿比例可以在一定程度上超过上述公式算得的上限。使用运筹学的相关规划方法可以帮助我们科学决策。

将磨机产出的混矿送检，复核磷含量指标是否合格。如果发现实际配矿比例超过上述公式算得的上限，根据混矿磷含量偏离0.070%的程度，在下述范围内相应调整各项指标：煅烧晶种碱钛比1.45～1.60、煅烧晶种加量3～5%，盐处理锌盐含量（ZnO计）0.2-0.4%，盐处理钾盐含量（K

煅烧后研磨粒径送检，复核粒径分布指标是否合格。

使粒径集中在0.305µm是控制磷含量的目的和结果，研究表明粒子粒径越接近0.305µm（约可见光波长一半）产品的光学性能越好。磷含量低时粒径合适，可以通过调整研磨的条件将粒径“磨细”到0.305µm，而磷含量高了之后粒径低于0.305µm，就无法通过研磨再“磨粗”了。

根据研磨粒径偏离0.305µm，在下述范围内相应调整各项指标：砂磨机研磨浓度300-500g/L，砂磨机研磨流量3.5-5m