[發(fā)明專利]一種去除酸溶鈦渣中釩錳鉻雜質(zhì)的方法

有效

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• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113846236B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王帥;郭宇峰;陳鳳;楊凌志;景建發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12
• 代理公司: 湖南科云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43253
• 代理人: 何方

本發(fā)明公開了一種去除酸溶鈦渣中釩錳鉻雜質(zhì)的方法，包括：將鈦鐵礦或鈦鐵礦預(yù)還原產(chǎn)品、還原劑、含鎂添加劑加入電爐中進行冶煉，冶煉溫度為1600～1800℃，促使冶煉中釩錳鉻還原進入半鋼，渣鐵分離后可得到含釩錳鉻的半鋼以及酸溶鈦渣，控制冶煉過程中造渣制度：渣中TiO₂含量≥74wt％，氧化鎂含量為10～16wt％，F(xiàn)eO含量≤5wt％。本發(fā)明的提出的造渣方法，提高鈦渣氧化鎂含量，降低亞鐵含量，渣中釩、錳、鈦雜質(zhì)的還原進入鐵水，可去除渣中對后續(xù)鈦白粉生產(chǎn)有害的釩、錳、鉻雜質(zhì)，釩、錳的去除率大于90％，鉻的去除率大于85％，有利于提高后續(xù)硫酸法鈦白粉品質(zhì)，解決了電爐冶煉鈦鐵礦制備酸溶鈦渣過程鈦渣中釩錳鉻等雜質(zhì)高的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦渣冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除酸溶鈦渣中釩錳鉻雜質(zhì)的方法。

背景技術(shù)

鈦白粉具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、遮蓋力強、著色力強、分散性好等特點，是一種不可替代的高檔功能性白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠、造紙等領(lǐng)域，全球約90％的鈦原料被用于生產(chǎn)鈦白粉。

鈦白粉的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有氯化法和硫酸法兩種，氯化法僅能生產(chǎn)金紅石型鈦白粉，對原料要求高，需采用TiO₂≥90％，CaO0.2％，MgO1.0％的高品質(zhì)富鈦料。硫酸法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型兩種鈦白粉產(chǎn)品，該工藝要求采用酸解性良好的鈦鐵礦或酸溶渣作為原料。硫酸法具有原料豐富、價廉易得以及工藝成熟、設(shè)備簡單和易于操作等優(yōu)點。雖然該工藝存在流程長，屬間歇操作，廢副產(chǎn)物排放量大等不足，但該工藝生產(chǎn)的銳鈦型鈦白粉是功能型鈦白粉如光催化應(yīng)用的必需產(chǎn)品，因此硫酸法仍有存在和發(fā)展的必要。

目前，我國約90％的鈦白粉采用硫酸法生產(chǎn)，生產(chǎn)過程除鈦以外的其他部分雜質(zhì)元素也被酸解，增加了酸耗，產(chǎn)生大量廢酸及殘渣，環(huán)境污染嚴重。鈦鐵礦冶煉所得的酸溶渣與原礦相比，具有更高的鈦品位及較低的雜質(zhì)元素含量，有利于降低硫酸法酸耗及排放。因此，采用酸溶鈦渣中作為硫酸法鈦白的原料對降低酸耗、環(huán)境保護都具有重要的意義。

隨著我國鈦鐵礦資源的不斷開采，其品質(zhì)有所下降，釩、鉻、錳等對后續(xù)鈦白粉色度有不利影響的雜質(zhì)元素含量增加，特別是攀西地區(qū)的紅格礦區(qū)的釩鈦磁鐵礦資源含有較高含量的鉻元素。這些雜質(zhì)元素在硫酸法鈦白生產(chǎn)過程中均需要很長的復(fù)雜流程進行脫除，增加了生產(chǎn)成本，如能在酸溶鈦渣制備過程進行雜質(zhì)脫除，則有利于后續(xù)硫酸法鈦白節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟效益。

目前電爐冶煉鈦鐵礦制備鈦渣過程為降低冶煉溫度、控制鈦氧化物還原，為保證渣鐵順利分離和冶煉順行，渣中留有較高含量的亞鐵，這一方面影響鐵的回收，另一方面，會造成后續(xù)硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時產(chǎn)生的硫酸亞鐵會增多，影響到鈦白粉的質(zhì)量。此外，由于當前造渣制度需要保持渣中較高含量的亞鐵，爐內(nèi)還原勢較低，鈦鐵礦中的釩、鉻、錳等大部分進入渣中，這些雜質(zhì)元素脫除率低于40％，這些元素對后續(xù)硫酸法鈦白生產(chǎn)具有不利影響，會增加后續(xù)處理流程及鈦白粉生產(chǎn)成本。

專利(CN 201210000284.5)公開了一種鈦鐵礦直接還原制取富鈦料和粒鐵的方法，技術(shù)方案為：鈦鐵礦與還原劑、添加劑充分混合，混合后的含碳物料進入還原設(shè)備中進行加熱還原，還原后的產(chǎn)物出爐后立即進行水淬，水淬冷卻篩分出粒鐵，水淬冷卻篩選出粒鐵后，再對物料進行磨礦磁選，選出含鐵粉料；磁選后的富鈦物料可為生產(chǎn)四氯化鈦、鈦白粉和海綿鈦產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)原料。由于該專利中的還原溫度低(1200～1400℃)，其原理是將鈦鐵礦在固態(tài)條件下進行選擇性還原，還原后得到金屬化產(chǎn)品，再經(jīng)細磨、磁選獲得直接還原鐵粉和富鈦料。但是還原-磨選法要求還原過程金屬化率要大于90％，并且為保證分選效果，鐵晶粒要長大到一定粒度，由于鈦鐵礦難還原，為達到上述要求，必須在比普通礦高得多的溫度下進行還原，因此，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，還原-磨選法無法與高爐法和電爐法相比，工業(yè)應(yīng)用難度非常大。同時，由于還原溫度低(1200～1400℃)，釩錳鉻等雜質(zhì)元素只有少量還原進入鐵中，無法實現(xiàn)鈦渣雜質(zhì)元素的脫除，所得鈦渣產(chǎn)品對后續(xù)鈦白粉生產(chǎn)有不利影響。

發(fā)明內(nèi)容