[發明專利]基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法

有效

• 申請號: 201510010258.4
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104498734B
• 公開（公告）日: 2016-09-28
• 發明（設計）人: 扈玫瓏;胡蒙均;尹方慶;魏瑞瑞;呂學偉;鄧青宇;許宇宙
• 申請（專利權）人: 重慶大學;重慶鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B7/04;C22B5/10;C21B3/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 李明

技術領域

本發明屬于冶金工程技術領域，主要涉及含鈦高爐渣提取鈦工藝技術領域，尤其涉及一種基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法。

背景技術

我國有豐富的鈦資源，儲量居世界之首，90%以上以釩鈦磁鐵礦分布于攀枝花-西昌地區。目前，我國鈦資源主要用來生產鈦白粉，利用率僅為30%左右。隨著金屬鈦及鈦合金在航天航空、海洋、醫療、生物、化工等領域潛在需求的增加，鈦資源的高效利用越來越重要。從當前我國釩鈦磁鐵礦利用流程來看，16%左右的鈦進入選鈦尾渣，由于尾渣中TiO₂品位低，分布分散，雜質含量高，導致這部分鈦資源利用成本高、難度大。高爐冶煉釩鈦礦使50%以上的鈦進入爐渣，渣中TiO₂含量約20%～30%，利用價值大，經濟、有效的回收這部分鈦資源對提高我國寶貴鈦資源的利用率意義重大。

從上世紀80年代起，含鈦高爐渣的利用就引起了人們的高度關注，全國科研人員進行了大量含鈦高爐渣利用研究工作，但由于難度大，一直未實現工業化利用，至今攀鋼含鈦爐渣排放量累計超過了7000萬噸，且每年仍以300多萬噸速度遞增，渣中TiO₂總含量超過1400萬噸，不僅帶來環保壓力，更是造成鈦資源的極大浪費。因此，如何實現含鈦高爐渣中鈦與其它組分有效分離，降低二次污染，提高鈦的回收率是我國含鈦高爐渣高效利用所面臨的難題。盡快采用新技術、新工藝加快含鈦高爐渣提鈦進程，實現我國鈦資源高效利用，具有顯著的經濟效益和重要的社會意義。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法，用以從含鈦高爐渣中有效分離出鈦，提高鈦的回收率，降低鈦回收成本，解決現有技術中含鈦高爐渣提鈦處理方法成本高、鈦的回收率低、含鈦高爐渣提鈦難等問題。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術手段：

基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法，包括以下步驟：

1）將碳粉和含鈦高爐渣研磨后，按質量比為（38~40）:100的比例混勻得到混勻渣樣；

2）在得到的混勻渣樣中加入適量水后壓制造球，得到混勻渣樣球團；

3）室溫下，將混勻渣樣球團放入剛玉坩堝中，并置于真空碳管爐內，對真空碳管爐抽真空，當真空度達到10¹~10⁰Pa后開始將真空碳管爐升溫到還原溫度1200~1400℃，并保持還原溫度環境2小時進行爐渣還原，得到渣樣；爐渣還原過程中，對真空碳管爐持續抽真空，保持真空碳管爐內壓力在10¹~10⁰Pa之間；

4）爐渣還原結束后，保持真空碳管爐內真空度在10¹~10⁰Pa之間，將渣樣降至室溫，取出冷卻，得到還原渣樣；

5）將得到的還原渣樣研磨后，在摩爾濃度為7mol/l鹽酸中，水浴加熱至60～80℃，攪拌酸浸除渣，得到除雜酸浸樣品；

6）將除雜酸浸樣品過濾、干燥，得到目標產物TiC。

上述基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法中，作為優選方案，所述步驟1中，碳粉的碳含量至少為99.9%。

上述基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法中，作為優選方案，所述步驟1中，將碳粉和含鈦高爐渣研磨后，得到的粉末中粒徑小于200目的顆粒含量超過80%。

上述基于真空碳熱還原的含鈦高爐渣提鈦處理方法中，作為優選方案，所述步驟5中，將還原渣樣研磨后，得到的粉末中粒徑小于200目的顆粒含量超過80%；酸浸除渣的時間為20~30分鐘。

相比于現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、采用真空還原，可將常壓下難還原的SiO₂還原為高蒸汽壓的SiO氣體，實現含鈦高爐渣中硅鈦完全分離。

2、真空碳熱還原同時可將含鈦高爐渣中的MgO以金屬鎂的形式脫離體系，降低后續酸浸過程中耗酸量。

3、酸浸還原去除硅鎂后的渣樣，渣量大大減少，耗酸量少。

4、采用真空碳熱還原-酸浸聯合工藝，可直接制備TiC，縮短了廢渣到產品流程，可降低含鈦高爐渣資源化綜合利用成本。

5、采用真空條件，為含鈦高爐渣中鈦的高效回收利用提供新思路。

附圖說明

圖1為攀鋼現場高爐渣的主要物相。

圖2為實施例一中真空碳熱還原-酸浸后目標產物物相。