[發明專利]硼酸熔融處理含鈦高爐渣制備富鈦料的方法

有效

• 申請號: 201410154879.5
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103882241A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 馬光強;程敏;鄒敏
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B34/12
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 高蕓;梁鑫

技術領域

本發明屬于冶金領域，具體涉及一種硼酸熔融處理含鈦高爐渣制備富鈦料的方法。

背景技術

高爐渣是冶煉生鐵是從高爐中排放出的一種廢渣，因各地礦質成分不同其成分也不一樣。攀西地區因含有豐富的釩鈦磁鐵礦，故其高爐渣中含有約為23～25%的TiO2的高爐渣。高爐渣作為一種二次資源如果不很好的利用，不但是對二次資源的浪費而且對環境造成的污染也會很大，尤其是含鈦高爐渣。攀鋼的高爐渣因其含TiO₂量過高制約了其在很多方面的發展和利用。攀鋼每年排放200～300萬噸含鈦高爐渣，至今已累計排放5000多萬噸。以前主要采取堆放渣場的方式處理，由于渣場的容量問題，每年新產生的高爐渣主要利用方式是作為鋪路用碎石及混泥土骨料，基本上實現了產用平衡。但是，作為約含有攀枝花鈦資源總量50％的高鈦型高爐渣，采用這樣的利用方式，其中的鈦將永遠流失，不能回收利用，造成了鈦資源的極大浪費。無論從資源戰略、環保要求，還是經濟效益考慮，開展高爐渣提鈦及相關的工藝技術研究都具有重要的現實意義。

目前高爐渣中鈦資源回收的研究有以下四種方向：

(1)硫酸浸取高爐渣制取鈦白及提鈧工藝（陳啟福，張燕秋，方民憲.攀鋼高爐渣提取二氧化鈦及三氧化二鈧的研究[J].鋼鐵釩鈦,1991,12(3):30-35.），但該工藝提鈦后的尾渣中不可避免的還殘存有一定量的廢酸，造成二次污染。該法耗酸量大，生產成本高，對環境的污染大。

(2)堿處理相分離提鈦技術（周志明，張丙懷，朱子宗.高鈦型高爐渣的渣鈦分離試驗[J].鋼鐵釩鈦，1999，20（4）：36-38.），該工藝耗堿量較大，而回收鈉鹽工藝復雜且成本大增，鈦的富集效果不理想，同時高溫下堿處理高爐渣會產生比較嚴重的空氣污染。

(3)高溫碳化、低溫氯化制取TiCl₄(黃家旭，楊仰軍，陸平等.鋼鐵釩鈦，2011，V(32):12～15)，該工藝目前還處于小型試驗階段，并未實現產業化，主要是存在以下技術瓶頸：一、碳化工藝尚不夠完善，如存在碳粉損失大，電極斷裂，碳化時間長等問題；二、碳化渣氯化工藝研究不夠全面系統，如存在低溫氯化方面選擇性不強的問題，氯化裝備的整體水平不高；三、大型氯化設備上如何導出反應熱以及如何避免局部過熱等熱平衡問題；四、氯化殘渣的用途問題沒解決，正如許多專家說的，“一座高爐渣山變成一座氯化殘渣山”，而且還是相對穩定的碎石變成粉末，加大了對環境的危害。

(4)1995年以來，東北大學隋智通等根據物理化學、固體物理、凝固理論等創造性的提出了有價組分選擇性析出理論，并將其用于研究含鈦型高爐渣中鈦組分的析出問題(隋智通，郭振中等.含鈦高爐渣中鈦組分的綠色分離技術[J].材料與冶金學報，2006，5（2）：93-97.)。但因鈣鈦礦晶粒大小不一，以及鈣鈦礦與尖晶石共生，其單體解體效果差，選別困難；并且鈣鈦礦富鈦料直接利用價值低，還需進一步除去氧化鈣等雜質。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種簡單、環保、低能耗的含鈦高爐渣制備富鈦料的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案包括以下步驟：

A、球磨與配料：將含鈦高爐渣球磨，球磨后的含鈦高爐渣與硼酸按質量比10︰4～5混合配料，得混合物；優選的，所述球磨為球磨至粒度小于100目；

B、熔融反應：將步驟A的混合物升溫到260～300℃，熔融反應時間t：180min≥t≥100min；

C、冷卻破碎：將步驟B熔融反應后的混合物冷卻后，破碎備用；具體的，為縮短浸出反應時間，破碎至粒度小于20目；

D、浸出：使用鹽酸浸出經步驟C處理后的混合物，浸出溫度≥60℃，浸出時間≥3h，鹽酸濃度0.1～0.5mol/L，鹽酸與含鈦高爐渣的比例α：0.16mol/100g≥α≥0.125mol/100g；

E、過濾分離：浸出完成后，過濾分離得濾渣和濾液，將濾渣干燥后得到富鈦料。

其中，步驟A中高爐渣：硼酸=10︰4～10︰5效果大致相同，超過10︰5，則浪費硼酸。