[發明專利]一種從高鈦型高爐渣水淬渣中富集提取鈦的方法

在審

• 申請號: 202110074169.1
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112899498A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李崇瑛;涂冬林;王意茹
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C21B3/08;C22B7/04
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本發明涉及一種從高鈦型高爐渣水淬渣中富集提取鈦的方法，具體工藝包括以下步驟：(1)前處理：將水淬渣干燥、破碎、研磨，篩分后得到所需粒徑的原料；(2)混合：將水淬渣與熔劑、助熔劑按照一定比例混合均勻；(3)熔融：在設定的化學反應溫度區間內進行反應；(4)溶解：將所得塊狀熔融固體與水按固液質量比混合，在恒定的溫度區間內充分攪拌浸取；(5)過濾：采用真空減壓抽濾，進行分離，得到富鈦液與濾渣。本發明的關鍵在于首次采用硫酸鈉與硫酸氫鈉作為助熔劑，用于水淬渣中鈦的提取與富集工藝，達到了較好的效果。與傳統硫酸法相比，工藝流程簡短，且生產成本低，環保，大大減少了對環境的污染與損害。

技術領域

本發明屬于資源回收利用領域，具體涉及一種從攀枝花高鈦型高爐渣水淬渣中提取鈦的方法。

背景技術

鈦具有較高的抗腐蝕性、高強度和低密度等優點，被譽為“太空金屬”。鈦及其合金在航天、軍事、醫療等領域均有廣泛應用，因此鈦資源的綜合利用具有重要意義。我國鈦資源豐富，主要是以釩鈦磁鐵礦的形式分布在攀西和承德地區，但其中鈦的利用率很低。目前攀枝花高爐冶煉工藝只能冶煉釩鈦磁鐵礦中鐵和釩，而其中的鈦進入高爐渣中，形成特有的含鈦量高達22％～25％的高鈦型高爐渣。我國攀枝花含鈦高爐渣以每年300～400萬噸的速度逐年遞增，且已堆積近億噸。含鈦高爐渣大量堆積不僅占用土地資源，露天堆積的爐渣經過雨水長期沖刷，渣中有害元素浸出流入地下，造成地下水污染，大量堆積還易引發泥石流、山體滑坡等次生自然災害。因此能夠采取經濟有效的方法提取利用含鈦高爐渣中的鈦，這對于資源利用和環境的保護具有十分重要的意義。

攀枝花釩鈦磁鐵礦的含鈦高爐渣中鈦資源主要以二氧化鈦和少量鈣鈦礦的形式存在，該高爐渣中大部分含鈦物相具有分散、細小等特征，難以進行分選，且高爐渣中鈣鈦礦相對穩定、活性低、難處理。目前對于含鈦高爐渣的綜合利用主要有以下幾個方面：一是用作水泥、礦渣棉等建筑材料，它們不能實現高爐渣中有效成分二氧化鈦的高效利用；二是利用酸浸取，但酸浸取具有浸取不完全、不能實現雜質完全分離等缺點；三是堿處理提取二氧化鈦，此法用堿量大，能耗高，難實現工業化生產；四是高溫碳化─低溫氯化制取四氯化鈦，此法高溫碳化過程能耗高，低溫氯化過程污染嚴重。

綜上，目前關于含鈦高爐渣中鈦的提取利用方法均存在工藝流程繁瑣、能耗高、環境污染嚴重、資源利用率低等缺點，缺少簡單高效且對環境友好的工藝方法，因此開發一種簡單、低能耗、對環境友好、高效的提取富集鈦的方法具有重要意義。

本發明利用硫酸銨作為熔劑，硫酸鈉和硫酸氫鈉為助熔劑進行攀枝花高鈦型高爐渣水淬渣中二氧化鈦的提取，在熔劑與助熔劑的共同作用下，可將水淬渣中的鈦轉化為易溶于水的物質，實現了高爐渣中鈦的高效提取與富集，且此方法對環境影響小。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對高鈦型高爐渣水淬渣提鈦，本發明以硫酸銨為熔劑，提供新的助熔劑，與高鈦型高爐渣水淬渣中鎂、鋁、鈦、鐵等物質反應，將其轉為為可溶性鹽類，使鈦更易從爐渣中浸出得到富集。本工藝流程簡短，不引入強酸強堿，是一種清潔高效的發明方法。

1.本發明為解決上述技術問題，目的是從高鈦型高爐渣水淬渣中提鈦，其特征在于，包括以下工藝步驟與流程：

(1)將高鈦型高爐渣水淬渣在烘箱中進行干燥，使用行星式球磨機對其破碎與研磨，研磨至不同粒度，并進行篩分，得到所需水淬渣原料。

(2)取(1)中所得水淬渣，與熔劑、助熔劑充分混合均勻。

(3)將(2)所得混合樣在恒定溫度下進行焙燒反應，而后待其自然冷卻。

(4)將(3)所得樣品與水按照固液質量比充分混合，在恒定溫度下充分浸取。

(5)將(4)所得混合浸取液真空減壓過濾分離，得到富鈦液與濾渣。

2.如權利要求1中所述方法，其中步驟(1)中的篩分目數為60～320目，其中粒徑為300～50微米，目數越大，粒徑越小。