本发明属于冶金，涉及一种钛精矿氧化还原分离用还原剂及利用其对钛精矿进行氧化还原分离的钛精矿氧化还原分离工艺。
背景技术：
1、钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点，目前已广泛应用于航空航天、石油化工、冶金及医疗等领域。现有的钛精矿一般为钒钛磁铁矿，品位低、杂质含量高，冶炼还原活性较低、电耗较高。近年来，为了进一步提高选钛收率，钛精矿粒度越来越细，这就进一步增加了用其进行钛渣冶炼的难度，冶炼收率降低、除尘系统压力增加，冶炼电耗增加。
2、中国专利cn111778392b公开了一种钛精矿快速还原分离的方法，其包括如下步骤：a.钛精矿、还原剂、粘结剂和催化剂混合，预处理；b.将a步骤预处理后的钛精矿进行还原焙烧；c.对b步骤还原焙烧后的钛精矿磁选分离得到钛铁和尾渣；d.对c步骤的尾渣磨矿处理至尾渣粒度为20～140目，再次添加催化剂、还原剂后进行还原焙烧；其中，催化剂包含氧化亚铁、氧化镁、pva、环状酯卤化物和煤；通过在钛精矿还原过程中加入特定组成的催化剂，能够大幅缩短还原时间和增大还原反应进行的程度。
3、中国专利cn108396138b公开了一种钒钛磁铁矿富集分离的方法，包括：(1)将钒钛磁铁矿矿粉、煤粉、复合添加剂、粘结剂一起混合后压制成球团；(2)将经步骤(1)得到的球团进行金属化还原；(3)将经步骤(2)得到的物料进行缓冷后再水淬急冷；(4)将经步骤(3)得到的物料进行破碎、球磨，得到球磨矿浆，然后将球磨矿浆重选分离，得到重选铁精矿、次精矿以及重选尾矿；(5)将经步骤(4)得到的次精矿细磨、磁选分离，得到磁选铁精矿及钛精矿；该方法可以从根本上解决传统工艺高炉-转炉法、还原焙烧-电炉法钛渣中钛难以回收的问题。
技术实现思路
1、本发明的第一个目的在于提供一种钛精矿氧化还原分离用还原剂。利用本发明提供的还原剂对钛精矿进行氧化还原分离，可有效降低还原剂的使用量，提高钛精矿中铁元素和钛元素的回收率。
2、本发明的第二个目的在于提供一种钛精矿氧化还原分离工艺。利用本发明提供的钛精矿氧化还原分离工艺对钛精矿进行还原分离，工艺简单，连续性、可操作性强，钛精矿中铁元素和钛元素的回收率高。
3、根据本发明的一个方面，提供了一种钛精矿氧化还原分离用还原剂，其组成包括炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。
4、在一些实施方式中，炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比可以为(2～8)：(5～15)：(2～8)。
5、在高温下，聚苯乙烯可分解产生碳、氢及少量的甲烷和乙烯等，而聚甲基丙烯酸甲酯可分解产生甲醛、乙烯、炭黑、丙烯、一氧化碳等产物。由此，高温还原焙烧过程中，本发明提供的还原剂可以持续稳定放出一氧化碳、氢、甲烷等还原气体，从而有效促进还原反应的进行，增大还原反应进行的程度。
6、在一些实施方式中，聚苯乙烯的分子量可以为3000～5000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量可以为2000～5000。
7、在一些实施方式中，炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为5:10:5。
8、根据本发明的另一个方面，提供了一种钛精矿氧化还原分离工艺，包括如下步骤：
9、(1)取钛精矿，以空气作为氧化气氛，在温度为800～1100℃的条件下氧化1～2h，以控制钛精矿氧化率不小于90％，得氧化后的钛精矿；
10、(2)将氧化后的钛精矿、添加剂、本发明提供的钛精矿氧化还原分离用还原剂混合，并将混合料制成球团，将球团在150～200℃的条件下干燥；
11、(3)将干燥后的球团在温度为1100～1200℃的条件下焙烧5～7h；
12、(4)将焙烧后的球团粉碎至粒径不大于0.1mm的粉末占球团总质量的90％以上，对粉末进行磁选，得到磁铁矿和尾矿；对尾矿进行重选分离，得tio2精矿。
13、在一些实施方式中，钛精矿、添加剂和还原剂的质量比可以为(60～70)：(25～30)：(15～25)。
14、本发明先是以空气作为氧化气氛，在高温下将钛精矿中的氧化亚铁氧化氧化铁，然后以本发明提供的含炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的钛精矿氧化还原分离用还原剂作为还原剂，由此，高温还原焙烧过程中，炭粉、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯在高温下分解产生一氧化碳、氢、甲烷等还原气体均匀分散在球团内部，将氧化铁持续还原为磁性较强的四氧化三铁，最后通过磁选和重选即可依次分离磁铁矿精矿和tio2精矿。利用本发明提供的钛精矿氧化还原分离工艺可使fetio3充分解离为tio2和磁铁矿，显著提高分离比例和提高tio2品位。
15、在一些实施方式中，添加剂的组成可以包括碳酸钠、氯化钙和氯化镁。
16、在一些实施方式中，添加剂中，碳酸钠、氯化钙和氯化镁的质量比可以为(15～25)：(1～4)：(2～8)。
17、在一些实施方式中，碳酸钠、氯化钙和氯化镁的质量比可以为20:2:5。
18、在一些实施方式中，氧化后的钛精矿、碳酸钠、氯化钙、氯化镁、炭粉、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的质量比可以为65:20:2:5:5:10:5。
19、在一些实施方式中，步骤(1)中，氧化气氛的流速可以为0.1～0.5m/s。
20、在一些实施方式中，步骤(2)中，球团的直径可以为8～15mm。
21、在一些实施方式中，步骤(2)中，干燥时间可以为1～2h。
22、在一些实施方式中，步骤(4)中，对粉末进行磁选的磁场强度可以为0.3～0.35t。
23、本发明的有益效果包括：
24、(1)本发明提供的钛精矿氧化还原分离用还原剂原料采用的是常用的工业原料，价格便宜、毒性低；利用其对钛精矿进行氧化还原分离，可有效促进还原反应的进行，增大还原反应进行的程度，从而能够起到提高钛精矿中铁元素和钛元素的回收率效果。
25、(2)本发明提供的钛精矿氧化还原分离工艺，工艺简单，连续性、可操作性强，还原产物分离流程简单，钛精矿氧化还原分离工艺整体的工业化运行成本低。
26、(3)本发明提供的钛精矿氧化还原分离工艺可使fetio3充分解离为tio2和磁铁矿，显著提高分离比例和提高tio2品位，钛精矿中铁元素和钛元素的回收率高。
27、(4)用本发明提供的钛精矿氧化还原分离用还原剂及钛精矿氧化还原分离工艺对钛精矿进行还原分离，可避免现有技术中由于钛精矿与还原剂的接触面积小而导致的需要使用过量炭粉、还原过长时间造成的能源、原料、时间浪费；此外，本发明利用有机高分子高温分解过程中持续稳定放出的还原性气体对氧化铁进行还原，可有效降低还原剂的使用量。
1.钛精矿氧化还原分离用还原剂，其特征在于，其组成包括炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯；其中，所述炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为(2～8)：(5～15)：(2～8)。
2.根据权利要求1所述的钛精矿氧化还原分离用还原剂，其特征在于，所述炭粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为5:10:5。
3.根据权利要求1或2所述的钛精矿氧化还原分离用还原剂，其特征在于，所述聚苯乙烯的分子量为3000～5000，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为2000～5000。
4.钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，所述添加剂的组成包括碳酸钠、氯化钙和氯化镁；其中，所述碳酸钠、氯化钙和氯化镁的质量比为(15～25)：(1～4)：(2～8)。
6.根据权利要求5所述的钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，所述碳酸钠、氯化钙和氯化镁的质量比为20:2:5。
7.根据权利要求4～6任一项所述的钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化气氛的流速为0.1～0.5m/s。
8.根据权利要求7所述的钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述球团的直径为8～15mm。
9.根据权利要求8所述的钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，步骤(2)中，干燥时间为1～2h。
10.根据权利要求9所述的钛精矿氧化还原分离工艺，其特征在于，步骤(4)中，对粉末进行磁选的磁场强度为0.3～0.35t。
