[發明專利]含鈦高爐渣的綜合利用方法

無效

• 申請號: 201010216354.1
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN102312102A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 蘇慶平;龍小玲
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B3/04;C22B3/10;C22B34/12
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發明涉及一種含鈦高爐渣的綜合利用方法，屬于化學工業技術領域。

背景技術

鈦在自然界分布很廣，約占地殼總重量的0.61％。我國四川攀枝花地區蘊藏有豐富的鈦礦床，是我國鈦資源的重要產地。鈦金屬主要用于航空工業，其特點是硬度大、質量輕、耐熱、抗腐蝕。化學性質不太活撥，化合價主要有二、三、四價，其中四價鈦最為穩定，代表性氧化物是二氧化鈦(TiO₂)，系白色難溶物，且具有顯著的兩性性質。

含鈦高爐渣主要來源于四川攀枝花釩鈦磁鐵礦，該鐵礦經選礦、冶煉后，約50％的鈦進入高爐冶煉渣中，形成含鈦量約20％的含鈦高爐渣。既不能作為富鈦礦售出(工業使用要求達到TiO₂≥35％)，又不能作為水泥添加劑售出(建渣要求TiO₂≤1％)，從而形成固體工業廢物大量堆積露天場所。隨著攀枝花釩鈦磁鐵礦的不斷開采，這類高爐渣已累計達到8000多萬噸，并以每年2～300萬噸速度在不斷增加。為解決這類礦渣的污染和資源綜合利用，生產企業和科研院所都進行了大量的研究，主要成果集中在：(1)用作建筑材料，如生產礦渣水泥、混凝土、瓷磚、微晶玻璃等，這類技術雖然可以大量消耗含鈦高爐渣，但由于含鈦量太高，產品質量難于達到國家標準，且由于當地市場容量小，外運成本高等因素，嚴重制約了這類礦渣處理技術的推廣應用；(2)制取含鈦合金，如硅熱法冶煉生產硅鈦含金，熔融電解法制備硅鈦鋁含金，這類技術處理高爐渣量有限，則耗電量大，生產成本高，難以獲得經濟效益；(3)濕法冶金制取鈦化物，如采用硫酸法制取鈦白粉，用硫酸法提取含鈦高爐渣中的鋁、鈦、鈧，用硫酸銨脫硫法制取氧化鋁，酸解液脫鋁后制取人造金紅石等，這類工藝工藝路線復雜，產品單一，無經濟效益可言，且生產中大量使用酸和氯氣，帶來嚴重的環境問題。由上可見，目前的含鈦高爐渣處理技術普遍存在著經濟效益差的問題。

目前使用濕法冶金工藝處理含鈦高爐渣通常都是硫酸法。該法硫酸用量很大，約為高爐渣中含鈦量的5倍，并由此引發許多問題：1.硫酸耗量太大，生產成本過高，消耗與產出不能平衡，無經濟效益可言；2.鈦的浸出率偏低(約80％)，是處理后的高爐渣仍含有較高的鈦，不能用作水泥生產原料，造成大量固體廢物的堆積；3.由于含鈦高爐渣中含鈣量高，硫酸浸渣后產生大量硫酸鈣副產品，無工業利用價值，并形成固體廢物的二次污染；4.硫酸浸取高爐渣時，將產生大量的甲烷和硫化氫毒氣，危害操作人員的身體健康，污染周邊環境；5.大量高濃度硫酸的使用對處理設備要求高，投資大。為此，我們研發了本鹽酸處理工藝，對含鈦高爐渣中主要組分進行全面回收，這樣既能實現資源的綜合利用，獲得可觀的經濟效益，又能充分利用添加的各種酸及輔料，實現零排放的清潔生產。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了提高含鈦高爐渣的綜合利用價值，充分利用資源并排除安全隱患和環境污染。

本發明的技術方案：

本發明所述含鈦高爐渣的主要化學成分有TiO₂、SiO₂、CaO、MgO、全鐵、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、MnO、P₂O₅。

本發明含鈦高爐渣的綜合利用方法由以下步驟完成：

a、采用鹽酸浸取含鈦高爐渣，鹽酸的用量按含鈦高爐渣中陽離子含量計量投入，鈣、鎂、鋁、鈉、鉀等金屬離子大部分進入溶液，反應結束后，浸取液pH在2-3之間，利于用后續工藝分離、提取氫氧化鋁和氫氧化鎂產品；

b、步驟a酸浸后的物料(固液混合物料)加水進行水浸取，過濾；

水浸取的目的是進一步將鈣、鎂、鋁、鈉、鉀等金屬離子進入溶液。

c、步驟b過濾后的濾餅水洗、干燥得到富鈦產品；

d、步驟b過濾后的濾液調節pH＝6-7，過濾；

e、步驟d過濾后的濾餅洗滌、凈化后得到氫氧化鋁產品；

f、步驟d過濾后的濾液調節pH≥12，過濾；

g、步驟f過濾后的濾餅洗滌煅燒得到氧化鎂產品；

h、步驟f過濾后的濾液蒸發濃縮后過濾；

i、步驟h過濾后的濾餅離心甩干得到二氯化鈣產品。

上述步驟中，步驟h過濾后的濾液可作為b步驟水浸取用水循環使用；同時，步驟c濾餅水洗后的洗水液可以作為b步驟水浸取用水循環使用。