[發明專利]一種含鈦爐渣制取TiO2

有效

• 申請號: 201910859489.0
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110468285B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 郭宇峰;鄭富強;陳鳳;王帥;楊凌志;姜濤;邱冠周
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C01G23/053;C22B34/12;C22B3/44;C22B3/06
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 何方

本發明公開了一種含鈦爐渣制取TiO₂粉體的方法，屬于鈦資源利用技術領域，本發明針對含鈦爐渣中雜質元素種類多、含量大，雜質組分復雜等因素，利用鈦元素含氟和銨配合物與雜質元素含氟和銨配合物溶解性能的差異，以[NH₄⁺]?[F^?]體系的氟化浸出劑選擇性浸出含鈦爐渣，使含鈦爐渣中的鈦元素溶解在浸出液中，全部的鈣、鎂、鋁及大部分的鐵、錳、釩、鉻等雜質以沉淀物的形式殘留在浸出渣中。對氟化浸出液進行除雜，以沉淀形式去除浸出液中的鐵、錳、釩、鉻等雜質，達到凈化浸出液的目的。對凈化后的浸出液進行水解，使其中的鈦組分水解為可制備TiO₂粉體的前驅體沉淀，最后TiO₂前驅體經熱水解脫氟和脫氨，再經煅燒轉型成為TiO₂粉體。

技術領域

本發明屬于鈦資源利用技術領域，涉及一種綜合利用含鈦爐渣的方法，具體涉及一種含鈦爐渣制取TiO₂粉體的方法。

背景技術

我國攀枝花-西昌地區蘊藏著極為豐富的釩鈦磁鐵礦資源，已探明的儲量約 96.6億噸(含超低品位礦)，其中TiO₂資源量達到12.86億噸，占全世界鈦資源總量的35.17％。目前攀西資源開發流程中，釩鈦磁鐵礦經選礦流程后約52％的鈦進入釩鈦磁鐵精礦，約24％的鈦進入鈦鐵礦精礦中。釩鈦磁鐵精礦經高爐法冶煉后獲得含鈦高爐渣中，含鈦高爐渣中TiO₂含量為25％左右，主要含鈦礦物為鈣鈦礦；釩鈦磁鐵礦經電爐冶煉后獲得含鈦電爐渣，其中TiO₂含量為40％～60％，主要的含鈦礦物為黑鈦石；鈦鐵礦精礦經電爐冶煉后獲得電爐鈦渣，其中TiO₂含量70％～75％，主要含鈦礦物為黑鈦石。含鈦高爐渣、含鈦電爐渣和電爐鈦渣等含鈦爐渣中含有大量雜質元素，特別是鈣鎂等雜質含量高，脫除困難，不能作為沸騰氯化法原料；含鈦爐渣經除雜脫除部分雜質后采用熔鹽氯化法制備鈦白粉時，存在廢鹽量大、處理難的問題；含鈦爐渣用作生產硫酸法鈦白時，存在鈦液除雜難、酸耗大、廢酸量大、污染環境等問題。目前，含鈦爐渣中鈦資源的回收利用研究的主要技術方案有：

1、硫酸法浸出含鈦爐渣。在《Journal of Materials Science Research》2016 第4期(5)卷P1-9的“Performance of Sulfuric Acid Leaching of Titanium fromTitanium-Bearing Electric Furnace Slag”中公開了采用濃硫酸分解含鈦爐渣的方法。該方法以攀西釩鈦磁鐵礦預還原-電爐法冶煉的含鈦爐渣為原料，用濃硫酸酸解，酸解物徑熟化、水浸、過濾，獲得硫酸法鈦液。實驗條件為：硫酸濃度為90％，酸渣比為1.6:1，加料溫度為120℃，酸解反應溫度為220℃，熟化溫度為200℃，熟化時間為120min，水浸濃度為150g/L，水浸溫度60℃，水浸時間 120min，鈦元素浸出率為84.29％。含鈦爐渣中含有大量的鈣和硅元素，在硫酸浸出過程中，這些鈣、硅元素和硫酸反應，生產膠狀的硫酸鈣和硅酸，這些膠狀物附著在未反應的含鈦爐渣顆粒表面，阻礙了浸出反應的進一步進行，而且這些膠狀物存在于浸出料漿中，會極度惡化其過濾性能。含鈦爐渣中的鎂、鋁、鐵等元素在浸出過程中也溶解在鈦液中，使得后續鈦液除雜困難，且硫酸酸解殘渣利用困難，容易造成環境污染。