[發(fā)明專利]一種從含鈦爐渣中分離提取富鈦化合物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010128266.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN101781717A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王習(xí)東;郭敏;張作泰;張梅;李靜;劉麗麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B34/12
• 分類號(hào): C22B34/12;C22B3/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張慶敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種綜合利用含鈦爐渣方法，具體地說，涉及一種從 含鈦爐渣中分離提取富鈦化合物的方法。

背景技術(shù)

眾所周知，攀枝花-西昌地區(qū)蘊(yùn)藏著極其豐富的釩鈦磁鐵礦。由 于釩鈦磁鐵礦為多金屬共生礦，在目前的主體技術(shù)和生產(chǎn)工藝下，鈦 資源的利用率只有約12％。原礦中超過50％的鈦進(jìn)入鐵精礦，并在隨 后的高爐冶煉過程中進(jìn)入高爐渣，形成了攀枝花特有的含鈦高爐渣。 由于含鈦高爐渣化學(xué)成分復(fù)雜(TiO₂：22～25％，SiO₂：22～26％， Al₂O₃：16～19％，F(xiàn)e₂O₃：0.22～0.44％，CaO：22～29％和MgO：7～ 9％及其他微量元素，如S，Mn，V等)，因此，在爐渣冷卻過程中， 渣中的鈦分散于多種含鈦礦物相中(鈣鈦礦、富鈦透輝石、攀鈦透輝 石、尖晶石和碳氮化鈦等)，且嵌布關(guān)系復(fù)雜，晶粒細(xì)小(平均為10 微米左右)，采用常規(guī)選礦方法分離回收鈦非常困難。

到目前為止，攀枝花已累積含鈦高爐渣7000多萬噸，且仍以每 年300多萬噸的速度遞增。長(zhǎng)期堆放、存量巨大的含鈦高爐渣不僅帶 來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，并且占用了大量寶貴的土地資源，更重要的是 造成了鈦資源的巨大浪費(fèi)。如果能有效提取含鈦高爐渣中的二氧化鈦 替代日益減少的金紅石鈦資源，將為我國(guó)鈦工業(yè)的發(fā)展開辟新的原料 來源。

從上世紀(jì)七十年代開始，國(guó)內(nèi)科技工作者為了從含鈦高爐渣中提 取有價(jià)元素鈦，先后開展了大量的研究工作。比如：

1)高溫碳化-低溫氯化制取四氯化鈦-殘?jiān)扑喙に囇芯俊８哜? 型高爐渣在1300-1600℃的電爐內(nèi)熔融還原碳化制取碳化渣，在 282-714℃的范圍內(nèi)氯化制取四氯化鈦，氯化殘?jiān)扑唷Ｔ摴に嚵? 程短、分離效率高，可兼顧提取鈦與殘?jiān)木C合利用。但是，工藝過 程復(fù)雜，生成成本偏高。

2)硫酸法提取二氧化鈦研究。用硫酸浸取高爐渣，經(jīng)過水解、 萃取、沉淀等生產(chǎn)出鈦白粉，并得到硫酸鋁銨或三氧化二鋁、氧化鎂 等副產(chǎn)物，此技術(shù)路線鈦的回收率達(dá)73.4％。但該工藝流程長(zhǎng)，三廢 量大，工藝很不經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)業(yè)化前景不明朗。

3)制取鈦白和中品位人造金紅石研究。以攀鋼高爐渣為原料， 硫酸常壓水解制取了焊條級(jí)、搪瓷級(jí)、顏料級(jí)鈦白粉，其殘?jiān)捎糜? 水泥生產(chǎn)，同時(shí)進(jìn)行了制取人造金紅石的實(shí)驗(yàn)室小試。由于各項(xiàng)指標(biāo) 均不夠理想，發(fā)展前景不大。

4)碳化-磁選-鹽酸浸除雜工藝富集碳化鈦研究。對(duì)高爐渣進(jìn)行碳 (氮)化處理，磁選后鹽酸浸出分選除雜，富集碳化鈦。可兼顧提取 鈦與殘?jiān)木C合利用，有一定產(chǎn)業(yè)化前景，但三廢量大，能耗高，產(chǎn) 業(yè)化難度大。

5)熔融電解硅-鈦(鋁)合金工業(yè)性試驗(yàn)研究。利用攀鋼高爐渣 研制鈦硅合金，以及配一定三氧化二鋁進(jìn)行熔融電解制備成硅-鈦-鋁 中間合金，但成本高，實(shí)際用渣量太少。

6)鈦元素在鈣鈦礦中的選擇性富集與長(zhǎng)大研究。改變攀鋼高爐 渣的成分、溫度制度及添加劑等，控制鈣鈦礦的結(jié)晶，目的在于將含 鈦高爐渣中的鈦元素選擇性的富集在鈣鈦礦中。但由于鈣鈦礦中TiO₂的理論含量只有58％，且鈣鈦礦的密度與玻璃相相近，導(dǎo)致后續(xù)分離 存在困難，不可能進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

綜上所述，雖然含鈦高爐渣的開發(fā)利用已進(jìn)行了大量研究，但還 存在經(jīng)濟(jì)效益差、規(guī)模利用小以及二次污染嚴(yán)重等一系列的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前含鈦高爐渣和高鈦電爐渣中的鈦資 源難以用常規(guī)選礦、冶金方法提取，現(xiàn)有的分離提取過程工藝復(fù)雜， 且能耗高，易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，提供一種從含鈦爐渣中分離提取 富鈦化合物的方法，將含鈦爐渣中的鈦元素富集于黑鈦石中，得到的 富鈦化合物產(chǎn)物雜質(zhì)少，工藝流程短，無環(huán)境污染。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種從含鈦爐渣中分離提取富 鈦化合物的方法，其先將含鈦爐渣在還原劑存在的條件下加入酸性氧 化物，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行混合，然后冷卻結(jié)晶，獲得富鈦化合物。

其中，所述含鈦爐渣為含鈦高爐渣或電爐高鈦渣，一般來說，二 氧化鈦的含量為15-60％；其他成分主要為氧化鈣、二氧化硅、三氧化 二鋁以及氧化鎂等。