СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАТОВ АНАТАЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО РУТИЛА С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ И РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

3
4
2
4
1. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов, отличающийся содержанием следующей последовательности отдельных операций: обжиг (1) концентрата анатаза в печи с псевдоожиженным слоем или в барабанной печи при температуре между 400 и 600°С в течение периода времени от 15 до 60 мин, причем гидратированные оксиды железа после удаления гидратной воды превращаются в гематит, обеспечивая уменьшение времени, требующегося на следующий этап; восстановление (2) обожженного продукта в печи с псевдоожиженным слоем или в барабанной печи при температуре между 400 и 600°С в течение периода времени от 5 до 30 мин, используя в качестве восстановителя водород, природный газ или любой восстановитель на основе углерода, в том числе такой, как металлургический кокс, древесный уголь, нефтяной кокс, графит, результатом чего является превращение гематита в магнетит; сухая или мокрая сепарация (3) восстановленного продукта в слабом магнитном поле в магнитных сепараторах, снабженных постоянным магнитом и барабаном, в диапазоне напряженности магнитного поля от 600 до 800 Гс, причем магнитную фракцию, образовавшуюся на этапе восстановления, отбрасывают; сухая сепарация (4) в сильном, высокоградиентном магнитном поле немагнитной фракции от сепарации в слабом магнитном поле, в валковых или барабанных сепараторах с редкоземельным постоянным магнитом в диапазоне изменения напряженности магнитного поля от 10000 до 15000 Гс, с извлечением силикатов, вторичных фосфатов, моназита, кальциртита, цирколинита и содержащих уран и торий минералов; выщелачивание (5) магнитной фракции от сепарации в сильном магнитном поле в смесительных резервуарах или колоннах с псевдоожиженным слоем раствором 20-25%-ной (вес./вес.) HCl при весовом отношении твердой и жидкой фаз 1:2, при температуре между 90 и 107°С и в течение времени пребывания на выщелачивании от 2 до 4 ч, что способствует растворению примесей, богатых железом, алюминием, фосфатами, магнием, барием, кальцием, стронцием, редкими землями, ураном и торием; фильтрация выщелоченного продукта на ленточным фильтре; сушка отфильтрованного продукта в ротационной сушилке или сушилке с псевдоожиженным слоем; окисление (6) высушенного продукта в барабанной печи или реакторе с псевдоожиженным слоем в диапазоне температур от 900 до 1200°С в присутствии смеси следующих веществ: сульфаты щелочных металлов (главным образом лития, натрия и калия), карбонаты щелочных металлов (главным образом лития, натрия и калия), фосфорная кислота (HPO) и, возможно, хлорид натрия; быстрое охлаждение окисленного продукта в воде или сжатом воздухе в барабанном устройстве охлаждения или при погружении в воду; выщелачивание (7) быстроохлажденного продукта в смесительных резервуарах или колоннах, таким образом, чтобы указанное выщелачивание можно было провести, используя либо 25,0%-ную (вес./вес.) соляную кислоту (HCl) при весовом отношении твердой и жидкой фаз 1:2 в диапазоне температур от 90 до 107°С в течение от 2 до 4 ч, либо 55,0%-ную (вес./вес.) серную кислоту (HSO) при весовом отношении твердой и жидкой фаз 1:2 в течение от 2 до 4 ч при температуре 135°С; фильтрация продукта со второго выщелачивания (7) на ленточном фильтре; сушка отфильтрованного продукта в ротационной сушилке или сушилке с псевдоожиженным слоем; и конечная сухая сепарация (8) продукта со второго выщелачивания в сильном, высокоградиентном магнитном поле в валковых или барабанных сепараторах с редкоземельным постоянным магнитом (10000-15000 Гс), с отбрасыванием магнитной фракции и выделением немагнитной фракции в качестве конечного продукта (Р), то есть искомого синтетического рутила.
2. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что конечная сухая сепарация (8) в сильном, высокоградиентном магнитном поле может быть проведена после этапа окисления (6), с отбрасыванием магнитной фракции и выделением немагнитной фракции, которую направляют на второе выщелачивание (7).
3. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что отделение примесей, богатых железом, силикатами, вторичными фосфатами, моназитом, кальциртитом, цирконолитом и содержащими уран и торий минералами, после этапа восстановления проводят путем последовательного применения операций сепарации (4) в слабом магнитном поле и гравитационной сепарации (9), причем последнюю предпочтительно проводят в центробежной отсадочной установке.
4. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что этап обжига (1) проводят в атмосфере, богатой воздухом или кислородом, в диапазоне температур от 400 до 600°С, предпочтительно 500°С, в течение от 15 до 60 мин, предпочтительно 15 мин.
3
4
5. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что этап высокотемпературного окисления продукта с первого выщелачивания (5) проводят в атмосфере, богатой воздухом или кислородом, в присутствии смеси 35-45 вес.ч. сульфатов щелочных металлов (главным образом лития, натрия и калия), 35-45 вес.ч. карбонатов щелочных металлов (главным образом лития, натрия и калия) и 10-30 вес.ч. фосфорной кислоты (HPO).
6. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по пп.1-5, отличающийся тем, что смесь добавок на этапе окисления (6) включает до 10 вес.ч. хлорида натрия (NaCl).
7. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.6, отличающийся тем, что используемая смесь добавок присутствует в количестве, эквивалентном 5-20% от массы концентрата, подаваемого на этот этап, предпочтительно от 10 до 15%.
8. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что этап окисления (6) проводят при температуре, составляющей между 900 и 1200°С, предпочтительно от 1000 до 1100°С.
9. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что этап высокотемпературного окисления (6) шихты руда/добавки проводят в течение времени пребывания от 15 до 120 мин, предпочтительно от 30 до 60 мин.
10. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.9, отличающийся тем, что этап выщелачивания (7) после высокотемпературного окисления (6) проводят, используя соляную кислоту в диапазоне концентраций HCl от 20 до 30% вес./вес., предпочтительно 25%, в течение периода от 2 до 6 ч, предпочтительно 4 ч, в диапазоне температур от 90 до 107°С, предпочтительно 105°С.
2
4
11. Способ обогащения механических концентратов анатаза для получения синтетического рутила с низким содержанием редкоземельных и радиоактивных элементов по п.1, отличающийся тем, что этап выщелачивания (7) после высокотемпературного окисления (6) проводят, используя серную кислоту в диапазоне концентраций HSO от 30 до 60%, предпочтительно 55%, в течение периода от 2 до 6 ч, предпочтительно 4 ч, в диапазоне температур от 110 до 140°С, предпочтительно 135°С.