含鈦原料的高品質(zhì)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鐵鐵礦石或鐵渣等含鐵原料的高品質(zhì)化方法，特別是設(shè)及利用選擇氯 化法進(jìn)行上述高品質(zhì)化處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 四氯化鐵是通過(guò)含鐵原料的氯化反應(yīng)來(lái)制備的，但在四氯化鐵制備用高含鐵原料 中包含百分之幾的雜質(zhì)氧化物。該些雜質(zhì)氧化物的大部分與氧化鐵一樣被氯化，但由于其 烙點(diǎn)高，所W大部分的雜質(zhì)氯化物W固態(tài)物的形式分離回收，作為廢棄物來(lái)處理。
[0003] 因此，認(rèn)為含鐵原料中的雜質(zhì)量越低，則在含鐵原料的氯化時(shí)越能減少氯的損耗， 因此優(yōu)選。
[0004] 然而，品質(zhì)高的高含鐵原料的儲(chǔ)藏量有限，而且，反映到近年來(lái)東南亞的旺盛需 求，高含鐵原料的價(jià)格處于上漲的趨勢(shì)。
[0005] W往，高含鐵原料是W品質(zhì)低的鐵鐵礦石為原料，將其通過(guò)< 本號(hào)^ h法該樣的 濕式法進(jìn)行高品質(zhì)化，W所得的合成金紅石的形式上市。
[0006] 另一方面，還已知有利用氯氣將含鐵原料中的雜質(zhì)選擇性地氯化，將其W氯化物 的形式除去而進(jìn)行高品質(zhì)化的方法。
[0007] 在上述的選擇氯化法中，首先，使氯氣與含鐵原料作用，將含鐵原料中的鐵W氯化 物的形式分離除去。
[000引此時(shí)，在含鐵原料所包含的氧化物中，作為氧化亞鐵（亞氧化鐵）之一的Ti305等 與氧化鐵（Ti化）相比容易氯化，因此其處于在鐵的氯化時(shí)被同時(shí)氯化的趨勢(shì)，該會(huì)導(dǎo)致鐵 或氯氣的損耗，不優(yōu)選。在含鐵原料的改質(zhì)（upgrading)中采用選擇氯化法時(shí)，該一點(diǎn)成為 課題。
[0009] 如上所述，選擇氯化法作為選擇性地只氯化含鐵原料中的鐵成分而將其分離除 去，W提高含鐵原料中的氧化鐵品質(zhì)的技術(shù)而已知。其中，例如已知有在鐵鐵礦石的選擇氯 化之前對(duì)鐵鐵礦石進(jìn)行預(yù)還原處理的方法（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0010] 根據(jù)該方法，鐵鐵礦石中的二價(jià)鐵的比例提高，其結(jié)果，記載著發(fā)揮可W提高選擇 氯化所伴隨的鐵的分離除去率的效果。
[0011] 然而，在上述方法中，有時(shí)鐵鐵礦石中的氧化鐵被部分還原生成氧化亞鐵。氧化亞 鐵與氧化鐵相比容易氯化，在選擇氯化時(shí)，除了氧化鐵的氯化W外，有時(shí)還進(jìn)行氧化鐵的氯 化。若氧化鐵被氯化，則遇到了導(dǎo)致鐵礦石中的氧化鐵的損耗的新課題。
[0012] 另外，由于鐵礦石的選擇氯化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所W此時(shí)若不從外部補(bǔ)充熱，則反 應(yīng)部的溫度下降，無(wú)法維持規(guī)定的反應(yīng)速度，產(chǎn)生了用于維持反應(yīng)溫度的成本，在該方面也 留有改善的空間。
[0013] 如上所述，需要一種可W高效率地促進(jìn)鐵鐵礦石或鐵渣等的選擇氯化的技術(shù)。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開(kāi)昭62-167223號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明所要解決的課題 本發(fā)明設(shè)及含鐵原料的高品質(zhì)化方法，特別是，W提供一種可W從鐵渣或鐵鐵礦該樣 的含鐵原料中高效率地分離除去雜質(zhì)金屬，來(lái)制造高含鐵原料的技術(shù)為目的。
[0016] 用于解決課題的手段 鑒于所述的實(shí)情，對(duì)上述課題的解決方法反復(fù)進(jìn)行深入研究時(shí)發(fā)現(xiàn)：在鐵礦石的選擇 氯化之前，通過(guò)對(duì)上述含鐵原料事先進(jìn)行氧化處理，可W將含鐵原料的選擇氯化時(shí)的氧化 鐵的損耗抑制在最低限，同時(shí)可W高效率地改善鐵礦石，從而完成了本發(fā)明。
[0017] 目P，本發(fā)明設(shè)及鐵礦石的高品質(zhì)化方法，該方法是在包含礦渣的含鐵原料（W下 只稱作"含鐵原料"）中所含的鐵和雜質(zhì)成分中，只將雜質(zhì)成分選擇氯化W分離除去雜質(zhì)成 分，其特征在于：在選擇氯化之前，對(duì)含鐵原料施行氧化處理。
[0018] 另外，本發(fā)明設(shè)及含鐵原料的高品質(zhì)化方法，該方法是從含鐵原料中分離除去雜 質(zhì)，其特征在于：對(duì)上述含鐵原料同時(shí)進(jìn)行氧化處理和氯化處理（W下，有時(shí)只稱作"氧氯 化同時(shí)處理"）。
[0019] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：使用氧化處理時(shí)產(chǎn)生的 反應(yīng)熱作為含鐵原料的預(yù)熱源。
[0020] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：在氧化處理中將含鐵原 料中所含的氧化亞鐵氧化成氧化鐵。
[0021] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：在氧化處理中將含鐵原 料中所含的氧化亞鐵氧化成氧化鐵。
[0022] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：使用經(jīng)選擇氯化雜質(zhì)成 分的含量減少了的含鐵原料作為四氯化鐵制備用原料。
[0023] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：通過(guò)經(jīng)選擇氯化生成的 雜質(zhì)金屬氯化物的氧化賠燒，將上述雜質(zhì)金屬氯化物轉(zhuǎn)化成雜質(zhì)金屬氧化物，同時(shí)將雜質(zhì) 金屬氯化物中所含的氯成分W氯氣的形式回收。
[0024] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：通過(guò)用氨氣還原經(jīng)選擇 氯化生成的雜質(zhì)金屬氯化物，將雜質(zhì)金屬氯化物中所含的氯成分W鹽酸的形式回收。
[0025] 在本發(fā)明的含鐵原料的高品質(zhì)化方法中，其優(yōu)選方案為：將所回收的氯氣再利用 為四氯化鐵制備用原料、選擇氯化工藝和/或氧氯化同時(shí)處理工藝的氯化劑。
[0026] 發(fā)明效果 按照本發(fā)明的方法，可發(fā)揮如下效果；可W將含鐵原料的選擇氯化反應(yīng)時(shí)的氧化鐵的 損耗抑制在最低限，同時(shí)高效率地進(jìn)行鐵礦石的選擇氯化反應(yīng)。
[0027] 附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明 圖1是顯示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的流程圖； 圖2是顯示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的流程圖； 圖3是顯示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的示意圖； 圖4是顯示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[002引 W下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[002引 第1連施方式 圖1和圖3是利用流程圖和工藝示意圖表示作為本發(fā)明的優(yōu)選方案的第1實(shí)施方式。 作為本發(fā)明的包含礦渣的含鐵原料，對(duì)于鐵鐵礦或鐵渣該樣的氧化鐵品質(zhì)低的原料可W適 當(dāng)?shù)厥褂谩；蛘?，發(fā)揮著如下效果；可W優(yōu)選使用鐵鐵礦或在金紅石等高品質(zhì)鐵礦石中混合 了鐵渣的混合原料作為本發(fā)明的原料。
[0030] 本發(fā)明的特征在于；在選擇氯化之前，對(duì)該些含鐵原料施行預(yù)氧化處理。
[0031] 通過(guò)施行上述的預(yù)氧化處理，可W將鐵渣或鐵鐵礦中的氧化亞鐵氧化成氧化鐵。 該里所說(shuō)的氧化亞鐵是指如TijOg或Ti 2〇3等，相對(duì)于Tio 2而言，氧原子相對(duì)于鐵原子不足 的物質(zhì)。
[0032] 氧化鐵與氧化亞鐵相比不易被氯化，其結(jié)果，在選擇氯化之前，通過(guò)將含鐵原料中 的氧化亞鐵極力轉(zhuǎn)化成氧化鐵，可W發(fā)揮如下的效果：可W有效地抑制在接下來(lái)的工藝的 選擇氯化時(shí)W氯化鐵的形式除去氧化亞鐵而導(dǎo)致的鐵損耗。
[0033] 另外，通過(guò)施行上述預(yù)氧化處理，發(fā)揮著可W將鐵渣或鐵鐵礦中的氧化亞鐵氧化 成氧化鐵（Fe2〇3)的效果。該里所說(shuō)的氧化亞鐵是指，相對(duì)于化2化而言，氧原子相對(duì)于鐵原 子不足的物質(zhì)，具體而言，氧化亞鐵是指FeO或化3〇4。
[0034] 通過(guò)施行上述的氧化處理，利用下一階段進(jìn)行的選擇氯化處理，可W將鐵渣或鐵 鐵礦中所含的氧化鐵高效率地轉(zhuǎn)化成氯化鐵，其結(jié)果，發(fā)揮著可W高效率地分離除去上述 氧化鐵的效果。
[0035] 含鐵原料的預(yù)氧化處理氣氛優(yōu)選在氧分壓為0. 2氣壓或其W上的氧分壓氣氛下 進(jìn)行。通過(guò)保持上述的氧分壓氣氛，可W將鐵鐵礦或鐵渣中所含的氧化亞鐵高效率地轉(zhuǎn)化 成氧化鐵。
[0036] 另外，含鐵原料的氧化處理時(shí)的溫度優(yōu)選800°C~1200。更優(yōu)選900~1100°C。
[0037] 通過(guò)在上述溫度范圍內(nèi)進(jìn)行氧化處理，發(fā)揮著可W將含鐵原料中的氧化亞鐵高效 率地轉(zhuǎn)化成氧化鐵、并且將氧化亞鐵高效率地轉(zhuǎn)化成氧化鐵的效果。
[003引在本發(fā)明中，由于含鐵原料的氧化處理反應(yīng)伴有發(fā)熱反應(yīng)，因此優(yōu)選不用將其冷 卻至室溫而是直接供給到選擇氯化爐中。
[0039] 通過(guò)采用上述的含鐵原料的供給方法，可W高效率地利用含鐵原料的氧化處理時(shí) 產(chǎn)生的反應(yīng)熱，其結(jié)果，發(fā)揮著可W高效率地抑制選擇氯化時(shí)的反應(yīng)溫度降低的效果。
[0040] 在本發(fā)明中，通過(guò)使利用上述方法進(jìn)行了預(yù)氧化的鐵鐵礦或鐵渣與高溫氯氣接 觸，可W將含鐵原料中的氧化鐵W氯化鐵的形式分離、除去。
[0041] 在本發(fā)明的選擇氯化時(shí)，優(yōu)選方案為不結(jié)合使用焦炭等炭材。
[004引該是由于：若在選擇氯化時(shí)結(jié)合使用炭材，則除了選擇氯化時(shí)生成的氯化鐵W外， 還生成二氧化碳?xì)怏w或一氧化碳?xì)怏w，其結(jié)果，生成的氯化鐵的氧化賠燒速度下降，不優(yōu) 選。
[0043] 含鐵原料的選擇氯化溫度優(yōu)選設(shè)定為600°C~1200°C。通過(guò)設(shè)為上述的選擇氯化 溫度，發(fā)揮著可W高效率地進(jìn)行選擇氯化溫度的效果。
[0044] 若含鐵原料的選擇氯化溫度達(dá)到超過(guò)1200°C的高溫區(qū)，則顯示出含鐵原料與氯氣 和氯化鐵的平衡偏離右側(cè)的趨勢(shì)。因此，雖然從平衡論的觀點(diǎn)來(lái)看認(rèn)為溫度越高越優(yōu)選，但 鐵鐵礦或鐵渣的氣孔率變小，與氯的反應(yīng)性變差。另外，流化床內(nèi)所保持的原料的燒結(jié)在進(jìn) 行，難W維持穩(wěn)定的選擇氯化反應(yīng)。
[0045] 因此，在本發(fā)明中，選擇氯化的溫度W 600°C~1200°C作為優(yōu)選范圍