Phƣơng phỏp Becher đƣợc sử dụng để xử lý làm giàu quặng ilmenit. Đõy là phƣơng phỏp kết hợp cỏc quỏ trỡnh ụxi húa, hoàn nguyờn, hũa tỏch và khử sắt dƣ trong ilmenit sau hũa tỏch (hỡnh 2.1)
Bƣớc đầu tiờn của phƣơng phỏp Becher là ụxi húa tinh quặng ilmenit bằng quỏ trỡnh thiờu nhằm mục đớch chuyển đổi toàn bộ lƣợng sắt (II) ụxit thành sắt (III) ụxit.
Bƣớc thứ hai của quỏ trỡnh là giai đoạn hoàn nguyờn chọn lọc. Quỏ trỡnh hoàn nguyờn đƣợc thực hiện trong lũ ống quay ở nhiệt độ 1150oC với chất hoàn nguyờn là cacbon rắn.
Bƣớc thứ ba là bƣớc tuyển từ khụ. Ilmenit sau thiờu hoàn nguyờn sẽ đƣợc nghiền (đỏnh tơi). Sau đú, dƣới tỏc dụng của từ trƣờng, ilmenit hoàn nguyờn cú từ tớnh đƣợc tỏch khỏi than dƣ khụng cú từ tớnh.
Bƣớc thứ tƣ của quỏ trỡnh là hũa tỏch Fe trong dung dịch NH4Cl cú sục khụng khớ kết hợp với khuấy trộn. Đõy là bƣớc cơ bản cú tớnh quyết định đối với phƣơng phỏp Becher. Ilmenit hoàn nguyờn đƣợc cấp vào thựng chứa dung dịch NH4Cl. Dung dịch đƣợc khuấy trộn và sục khụng khớ. Trong quỏ trỡnh này, sắt bị ụxi húa bởi oxy tạo thành iụn sắt và sau đú kết tủa ra dƣới dạng sắt ụxit, nhờ đú sắt đƣợc tỏch khỏi cỏc hạt ilmenit hoàn nguyờn. Tựy thuộc vào chế độ hũa tỏch lựa chọn, thời gian hũa tỏch thƣờng kộo dài 10-12 h.
Bƣớc tiếp theo là phõn chia bột mịn hợp chất sắt khỏi rutin nhõn tạo (ilmenit sau khi tỏch sắt) bằng cỏc xyclon.
26
Tinh quặng ilmenit
Thiờu oxi húa
Thiờu hoàn nguyờn
Hũa tỏch trong dung dịch NH4Cl
Khử sắt dƣ bằng H2SO4 Hợp chất kết tủa
của sắt Phõn chia bằng xyclon thủy lực
dd sắt sunfat Rutin nhõn tạo
(≈80 % TiO2) Tinh quặng ilmenit
hoàn nguyờn Than dƣ
Tuyển từ Than
Khụng khớ Nghiền
Hỡnh 2.1: Sơ đồ chế biến ilmenit theo phương phỏp Becher nguyờn thủy
Bƣớc cuối cựng của quỏ trỡnh là khử sắt dƣ trong rutin bằng hũa tỏch trong axit H2SO4. Ở giai đoạn này, ngoài sắt cũn cú mangan và một vài tạp chất khỏc cũng bị hũa tan. Rutin qua khử sắt dƣ đƣợc sấy khụ và đƣa đi phõn tớch thành phần vật chất.
So với ban đầu, phƣơng phỏp Becher hiện nay đó cú một vài cải tiến. Trong lƣu trỡnh ban đầu xử lý quặng ilmenit do Becher đề xuất (hỡnh 2.1) ta thấy, cú sử dụng giai đoạn ụxi húa để chuyển đổi tất cả lƣợng sắt (II) ụxit thành dạng sắt (III) ụxit. Theo Lloy và Amundson (1961) thỡ hematit (Fe2O3) dễ hoàn nguyờn hơn
27 manhetit. Vỡ vậy, giai đoạn oxi húa trƣớc khi hoàn nguyờn là cần thiết. Tuy nhiờn, do chi phớ đầu tƣ cao và thời gian thực hiện lõu, nờn cỏc cơ sở sản xuất rutin nhõn tạo ở Tõy Úc đó thay giai đoạn này bằng cỏch kộo dài quỏ trỡnh hoàn nguyờn ilmenit.