[發明專利]氯化法鈦白粉氯化收塵渣資源化利用方法

在審

• 申請號: 202111477777.3
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114377860A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 廖周榮;徐慧遠;唐勇;周高明;溫小虎;李柳禹;梁益超
• 申請（專利權）人: 宜賓天原海豐和泰有限公司
• 主分類號: B03D1/008
• 分類號: B03D1/008;B09B3/00;C01G23/053;C04B7/24
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 周宇杰

本發明公開了一種氯化法鈦白粉氯化收塵渣資源化利用方法，包括如下步驟：S1、對氯化收塵渣依次進行打漿、固液分離、洗滌；S2、對含鈦礦渣進行再次打漿，向所得漿料中加入本發明的浮選藥劑進行浮選；S3、浮選石油焦精礦依次經洗滌、過濾、造球、干燥；含鈦漿料依次經固液分離、干燥，得到含鈦礦物；S4、將石油焦球團、含鈦礦物與鈦精礦、無煙煤一起進行冶煉，得到鈦渣產品；S5、將鈦渣產品作為硫酸法鈦白粉生產原料。其優點是：實現了氯化收塵渣中鈦、炭、鐵等元素的資源綜合利用，處理過程產生的廢水除少部分需處理外，大部分實現了回收利用。本發明工藝流程簡單，技術成熟，反應條件溫和，綜合能耗較低，具有較好推廣前景。

技術領域

本發明涉及一種鈦白粉生產技術，尤其是一種氯化法鈦白粉生產技術。

背景技術

近年來，我國高端鈦工業發展迅速，據統計，截止2020年5月，我國氯化法鈦白粉產能已經增長至40萬噸/年，而海綿鈦產能已經超過15萬噸，位居世界第一。無論是氯化法鈦白粉或海綿鈦在生產過程中，都需氯氣與富鈦料(高鈦渣、天然金紅石、人造金紅石或UGS渣)在高溫下氯化反應得到四氯化鈦，其路線有沸騰氯化和熔鹽氯化兩種，其中沸騰氯化是目前主流工藝。而在沸騰氯化生產四氯化鈦過程中，每生產1噸粗四氯化鈦要產生收塵渣80～150kg(根據原料品位不同有所差異)，該收塵渣中主要含有未反應的富鈦料、石油焦，氯化反應產生的氯化鐵、氯化亞鐵及少量的氯化鋁、氯化錳、氯化鎂等金屬氯化物。

四氯化鈦收塵渣中含有大量可溶性金屬氯化物，極易吸潮或遇水水解而生成鹽酸和金屬氧化物，如直接排放進入環境將造成土壤酸化、殘余四氯化鈦的揮發潮解、重金屬離子污染等嚴重事故。對此，國外相關企業一般采用石灰中和、濾渣填埋的方式處理，而氯化法鈦白粉最大生產企業美國科慕公司除采用石灰中和法外，還有將廢渣打漿后高壓深井注入地層，及中和后加入水泥沙石等生產建筑材料—觀音石的處理方式。而國內企業大多直接填埋處理或者用工業水打漿后中和過濾，污水外排，濾渣送渣場堆放的方式，這樣處理易造成二次環境污染和收塵渣鈦資源的浪費。

隨著國內環境保護政策的日趨嚴格，為了解決問題，目前國內企業和科研院所開展了大量“減量化、無害化、資源化”處理氯化渣新技術的研發工作，如發明專利CN104030344A提供了一種四氯化鈦收塵渣的綜合處理方法，通過調漿、過濾、重選、濾液轉化及焙燒，分別回收了鈦渣、石油焦、鹽酸和鐵等有價成分。其原理主要基于收塵渣中氯化鐵、氯化亞鐵成分比例較高的特點和鹽酸易于揮發的特性，采用加硫酸進行轉化，然后蒸發回收鹽酸，同時將氯化物轉化為不易揮發的硫酸鹽。硫酸鹽再通過焙燒，鐵等金屬硫酸鹽分解成為金屬氧化物，硫酸根分解為二氧化硫通過尾氣收集。該方法具有工藝易控、生產污水零排放等優點。發明專利CN101746816A公開了一種氯化收塵渣處理工藝，工藝包括將氯化收塵渣加水制成漿液，制漿過程中產生的蒸汽和部分氯化氫氣體通往氯化尾氣中和處理，制好的漿液用砂漿泵送到轉鼓式過濾機進行過濾液固分離，產生的濾餅用作道路墊填或送往渣場棄置，濾液送往污水處理系統中和達標排放。發明專利CN106586962A公開本發明公布了一種利用蒸汽中性水解四氯化鈦收塵渣回收鹽酸的方法，將四氯化鈦收塵渣勻速加入回轉窯，沸騰氯化爐尾氣與水蒸氣的混合氣體連續引入回轉窯，回轉窯內的固相和氣相形成逆流接觸，四氯化鈦收塵渣中的酸性氯化物和中性氯化物在蒸汽中進行水解生成，氣體通過氣體冷凝器形成鹽酸弱磁選回收水解固相產物的鐵，浮選回收石油焦本發明提供的方法，四氯化鈦收塵渣中以上的氯轉化為鹽酸，可回收以上的鐵和以上的石油焦，設備防腐措施簡單、成本低。發明專利CN105836862A公開了一種四氯化鈦收塵渣處理方法，該方法包括以下步驟(1)收塵灰用水吸收，經固液分離，得到固體渣和混合液；(2)向混合液中加入過量鐵粉，通過置換反應除去重金屬離子，過濾得到預除重金屬濾液；(3)將預除重金屬濾液通過萃取除釩、錳，得到萃取尾液；(4)萃取尾液加入氧化劑氧化，然后經蒸發濃縮，冷卻結晶，得到復合絮凝劑聚合氯化鋁鐵。步驟(1)所得固體渣經過浮選和分級處理分別得到石油焦、石英砂和金紅石。該方法實現了石油焦、金紅石、石英砂、聚合氯化鋁鐵、釩酸鹽、重金屬渣的綜合回收利用，處理過程無廢水、廢氣產生，實現了固體廢棄物的減量化、無害化綜合處理。發明專利CN100998914A公開了一種氯化收塵渣的處理方法，原理為：在生產四氯化鈦過程中產生的金屬氯化物以收塵渣的形式排出后，收塵渣直接進入打漿罐進行打漿，打漿液進行循環使用，待循環泥漿的氯根含量達到5～30％時，將其打入中和反應罐，在攪拌的同時用灰進行中和反應，中和液的值控制在pH＝6～9；然后，這些混合泥漿在過濾機中進行過濾，濾液即為氯化鈣溶液，蒸發濃縮達到要求的濃度即可作為商品出售，濾餅用新鮮水進行洗滌，洗出全部氯化鈣溶液，補入打漿罐中，濾餅經水洗后用鐵精礦調配其含鐵量，使其達到煉鐵所需的燒結礦成分后，配入煤焦粉和煤粉，調配后的濾餅、在1000～1025℃下進行燒結，所得燒結礦即為煉鐵所需的原料。該發明優點是處理后形成有價值的產物，氯根全部回收利用，完全達到循環經濟和無害排放的要求。發明專利CN106745308A公開了一種氯化收塵渣的處理方法，包括如下步驟：(1)在四氯化鈦收塵渣中加水調漿至氯化物溶入液相，得到漿料(2)將所得漿料進行過濾，得到第一濾液和第一濾渣，(3)將第一濾渣通過重選分離得到鈦渣和石油焦；(4)將所得的第一濾液加入石灰乳至pH值在7～8之間,得到第二濾液；(5)將所得的第二濾液靜置2～3h，然后進行過濾得到氯化鈣溶液和第二濾渣；(6)所得的第二濾渣在700～800℃下焙燒，得到氧化鐵粉。本發明提供了一種提高資源綜合利用率、減少環境污染的四氯化鈦收塵渣處理方法。攀鋼集團的發明專利CN110961430A和CN111545551A兩個專利也公開了兩種氯化廢渣的處理方法，主要發明一種專用裝置。并利用該裝置將氯化收塵渣加水分解得到水溶液，并與氯化生產尾氣處理系統產生的含次氯酸根廢水反應后過濾得到含鐵渣和鹽水，含鐵渣可堆存、利用，鹽水可通過蒸發結晶回收鹽，處理方法簡單，使氯化收塵渣、含次氯酸根廢水得到綜合處理和利用，較好解決了目前氯化收塵渣處理方式帶來的環保問題。