[發(fā)明專利]一種利用含鈦高爐渣制備二氧化鈦的方法

有效

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• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111333108B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 閆柏軍;董自慧
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權代理有限公司 11385
• 代理人: 朱玲艷

本發(fā)明涉及冶金化工技術領域，尤其涉及一種利用含鈦高爐渣制備二氧化鈦的方法。本發(fā)明利用有機酸高效的浸出含鈦高爐渣制備含鈦有機酸溶液，再經(jīng)過水熱分解反應直接制備得到二氧化鈦。在上述過程中，本發(fā)明利用有機酸的酸性和絡合性，與高爐渣中含鈦礦相反應形成有機酸鈦絡合離子進入溶液，雜質(zhì)相留在固相；含鈦有機酸溶液進行水熱分解制備得到二氧化鈦，該過程反應條件溫和，設備簡單，鈦浸出率高，可實現(xiàn)鈦的高效浸出和分離。

技術領域

本發(fā)明涉及冶金化工技術領域，尤其涉及一種利用含鈦高爐渣制備二氧化鈦的方法。

背景技術

含鈦高爐渣是高爐冶煉釩鈦磁鐵礦過程中產(chǎn)生的渣。根據(jù)爐渣中鈦品位高低，可分為高鈦型高爐渣、中鈦型高爐渣和低鈦型高爐渣。含鈦高爐渣主要化學成分包括CaO、MgO、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、FeO等。含鈦高爐渣年產(chǎn)量大，僅攀鋼由高爐冶煉釩鈦磁鐵礦產(chǎn)生的高爐渣多達400多萬噸/年。但至今沒有有效的處理含鈦高爐渣回收鈦資源的技術，導致大量的高爐渣堆放，造成大量的資源浪費和環(huán)境污染。因此，如何高效處理含鈦高爐渣推動我國鈦資源清潔、可持續(xù)發(fā)展成為國內(nèi)外共同關注的課題。

現(xiàn)階段濕法冶金提鈦方法，多采用酸浸、堿浸含鈦高爐渣，經(jīng)過水解、煅燒工序制備鈦白粉。嚴芳等人通過兩段硫酸法浸出水脆含鈦高爐渣，鈦的浸出率達到94％。Jiang等人通過硫酸法浸出水脆含鈦高爐渣，鈦浸出率約72％。熊瑤等研究了鹽酸浸出含鈦高爐渣，鈦浸出率為72％。張鵬等研究了鹽酸浸出水脆高爐渣，鈦浸出率達90％以上。曹洪楊等研究了鹽酸加壓浸出改性含鈦高爐渣，浸出液水解、煅燒后得到鈦品位為95％以上的富鈦料。CN107686897B提供了一種從含鈦高爐渣中提鈦的方法。該方法采用鹽酸浸出含鈦高爐渣得到偏鈦酸，偏鈦酸經(jīng)過煅燒后得到二氧化鈦。CN108085505A提供了一種含鈦高爐渣中有價組分鈦高效提取的方法。該發(fā)明將渣與金屬粉充分混勻，一定氣氛下充分反應，水洗除鹽，弱酸溶鈦，得到含鈦溶液，經(jīng)過氧化/水解/洗滌/煅燒得到二氧化鈦。以上方法存在鈦浸出率低，浸出液和浸出渣難以處理等難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用含鈦高爐渣制備二氧化鈦的方法，所述方法可使含鈦高爐渣中鈦的浸出率達到98％，且浸出液與浸出渣易分離，制備得到的二氧化鈦純度在96％左右。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種利用含鈦高爐渣制備二氧化鈦的方法，包括以下步驟：

將含鈦高爐渣和有機酸水溶液混合，發(fā)生浸出反應后，固液分離，得到含鈦有機酸溶液和浸出渣；

將所述含鈦有機酸溶液進行水熱分解反應，得到二氧化鈦。

優(yōu)選的，所述含鈦高爐渣為高鈦型高爐渣、中鈦型高爐渣或低鈦型高爐渣。

優(yōu)選的，所述含鈦高爐渣的粒度為100～400目。

優(yōu)選的，所述含鈦高爐渣的質(zhì)量與有機酸水溶液的體積比為1g：(4～20)mL；

所述有機酸水溶液的質(zhì)量濃度為10％～45％。

優(yōu)選的，所述有機酸水溶液中的有機酸為草酸、檸檬酸和甲酸中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述浸出反應的溫度為50～135℃，所述浸出反應的時間為0.5～5h。

優(yōu)選的，所述浸出反應的壓力為0.1～3MPa；

所述浸出反應在攪拌的條件下進行；所述攪拌的速率為100～600r/min。

優(yōu)選的，所述水熱分解反應的溫度為135～200℃，所述水熱分解反應的壓力為0.1～4MPa，所述水熱分解反應的時間為0.5～4h。

優(yōu)選的，所述水熱分解反應在攪拌的條件下進行；