从含钛矿物提取产物制造技术

本发明专利技术涉及一种从含钛矿物，如钙钛矿提取金属和盐的方法。更确切地说，不过并非排他性地，本发明专利技术涉及从来源于炼铁工艺的熔渣提取二氧化钛和任选地其他化合物。

Extraction of products from titanium bearing minerals

The present invention relates to a process for extracting metals and salts from titanium bearing minerals, such as perovskite. More precisely, but not exclusively, the present invention relates to the extraction of titanium dioxide and optionally other compounds that have never been derived from the process of iron smelting.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从含钛矿物提取金属和盐的方法，且更确切地说，不过并非排他性地，从来源于炼铁工艺的熔渣提取二氧化钛和任选地其他化合物。
技术介绍
有无数的当前不可经由经济上可行的方式回收有价值成分的矿物储备。此主要原因在于矿物储备内的此类成分级别过低，引起较大的流出物或副产物生成速率。在制铁和制钢工艺期间作为副产物产生的熔渣是一种此类矿物质，其含有低等级的商业上有价值的组分，包括钛、铝和镁。在产生熔融的生铁期间，杂质以熔渣形式移出。对于一些沉积物，渣主要为钙钛矿(钛酸钙)且通常可含有20-40％二氧化钛。已知的熔渣提取工艺聚焦于提取钛，归因于其在熔渣内具有最高浓度和最高价值。钛是用于多种商业应用(如生产油漆、纸、水泥和聚合物)的有价值的颜料。在熔渣中，钛以钙钛矿(一种钛-氧化钙结晶结构，从其回收很困难)形式存在。从钙钛矿提取钛的已知方法的实例包括使钙钛矿与碳在高温下在电炉中反应以产生碳化钛。碳化钛接着被氯化，产生四氯化钛。令人遗憾的是，此方法是能量密集型的，且所产生的碳化物具有极高熔点，其引起在炉中的操纵问题。从钙钛矿提取钛的另一方法公开在CA1,052,581中。在此方法中，钙钛矿通过在1200℃下在硫化氢气体中焙烤来处理。这之后是沥滤以移除钙和硫化铁，留下呈氧化钛形式的钛。此方法的缺点是高温以及使用高度有毒气体。即使对从矿物提取可售产物的方法作出微小改进，也可对此类方法的效率、且更确切地说商业可行性具有显著影响。以上详述的方法由于使用高温而在经济上低效，且这些方法仅提取钛。本专利技术的一个目的是提供一种从含钛矿物质提取产物的方法，或至少提供公众以有用的选择。
技术实现思路
本专利技术提供对在本领域中的需要的响应。本专利技术提供用于从含钛矿物提取有价值的产物的方法。在第一方面中，本专利技术提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述方法包含：a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；d.过滤所述硫酸化悬浮液，产生包含至少硫酸氧钛的渗透液和包含不溶性残余物的滞留物；e.使所述包含至少硫酸氧钛的渗透液与水接触，产生水解液体；f.使所述硫酸氧钛水解；以及g.从所述水解液体中分离水合二氧化钛，其中所述至少一种其他产物选自由以下各者组成的群组：硫酸钙、二氧化硅、硫酸铝或硫酸镁。在一些实施例中，水合二氧化钛通过过滤所述水解液体来分离，产生渗透液和包含水合二氧化钛的滞留物。在替代实施例中，水合二氧化钛通过所述沉淀物的离心和收集来分离。在具体实施例中，不溶性残余物包含至少一种选自硫酸钙和二氧化硅的产物。在具体实施例中，本专利技术提供从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛和大于10m％、大于15m％或大于20m％二氧化硅。在其他实施例中，本专利技术提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛和大于15m％、大于20m％或大于25m％氧化钙。在一些实施例中，本专利技术提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛、大于10m％、大于15m％或大于20m％二氧化硅和大于15m％、大于20m％或大于25m％氧化钙。在一些实施例中，本专利技术提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料在微粒物质中包含在0.2与3.0之间、更优选地在0.3与2.5之间的二氧化钛比氧化钙(TiO2∶CaO)的比率。在具体实施例中，所述方法进一步包含使用浮选方法从所述不溶性残余物分离硫酸钙。在一个实施例中，本专利技术提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和硫酸铝的方法，所述方法包含：a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；d.过滤所述硫酸化悬浮液，产生包含至少硫酸氧钛的渗透液和包含不溶性残余物的滞留物；e.使所述包含至少硫酸氧钛的渗透液与水接触，产生水解液体；f.使所述硫酸氧钛水解；g.从所述水解液体中分离水合二氧化钛，产生包含硫酸铝的渗透液和包含水合二氧化钛的滞留物；以及h.从所述渗透液沉淀硫酸铝；其中步骤h.可在步骤d之后或在步骤g之后进行。在具体实施例中，所述第一方面的方法进一步包含在步骤g之后沉淀硫酸铝的步骤。在一个实施例中，所述沉淀包含以下步骤：·将由所述水解液体产生的渗透液冷却，产生包含沉淀的硫酸铝的经冷却液体；以及·将所述经冷却液体过滤，产生包含沉淀的硫酸铝的滞留物和渗透液。在具体实施例中，所述第一方面的方法进一步包含在步骤g之后沉淀硫酸铝的步骤。其中所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛和大于10m％或大于13m％氧化铝。在具体实施例中，所述第一方面的方法进一步包含在步骤g之后沉淀硫酸铝的步骤。其中所述颗粒材料在微粒物质中包含约0.2到2.6、更优选地0.25到2.1的二氧化钛比氧化铝(TiO2∶Al2O3)的比率。在具体实施例中，所述第一方面的方法进一步包含在步骤f之前沉淀硫酸铝的步骤。在一个实施例中，所述沉淀包含：·将包含至少硫酸氧钛的渗透液冷却，产生包含沉淀的硫酸铝的经冷却液体；以及·将包含硫酸铝的经冷却液体过滤，产生包含沉淀的硫酸铝的滞留物和渗透液。在具体实施例中，沉淀硫酸铝的步骤包含将渗透液冷却到10℃与4℃之间，使得硫酸铝结晶。在优选实施例中，将包含硫酸铝的渗透液冷却到约5℃。在具体实施例中，将硫酸化悬浮液中存在的大于90％的硫酸铝回收。在具体实施例中，所述第一方面的方法进一步包含从包含硫酸镁的渗透液沉淀硫酸镁的步骤，其中包含硫酸镁的渗透液为水解液体(在分离水合二氧化钛之后)或在硫酸铝沉淀之后产生的渗透液。在一个实施例中，本专利技术提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和硫酸镁的方法，所述方法包含：a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；d.过滤所述硫酸化悬浮液，产生包含至少硫酸氧钛的渗透液和包含不溶性残余物的滞留物；e.使所述包含至少硫酸氧钛的渗透液与水接触，产生水解液体；f.使所述硫酸氧钛水解；g.从所述水解液体中分离水合二氧化钛，产生包含硫酸镁的渗透液和包含水合二氧化钛的滞留物；以及h.从所述渗透液沉淀硫酸镁。在一个实施例中，硫酸镁通过以下步骤沉淀：·提高包含硫酸镁的渗透液的酸浓度，形成酸化液体；以及·将所述酸化液体过滤，产生包含沉淀的硫酸镁的滞留物。在具体实施例中，包含硫酸镁的渗透液的酸浓度通过添加硫酸来增加。优选地，包含硫酸镁的渗透液的pH通过添加硫酸来降低到小于约pH1。在具体实施例中，包含硫酸镁的渗透液的酸浓度通过加热所述渗透液以移除水来提高。优选地，在沸点下或在高于130℃的温度下进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从颗粒材料回收二氧化钛和硫酸镁的方法，所述方法包含：a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；d.过滤所述硫酸化悬浮液，产生包含至少硫酸氧钛的渗透液和包含不溶性残余物的滞留物；e.使所述包含至少硫酸氧钛的渗透液与水接触，产生水解液体；以及f.使所述硫酸氧钛水解；g.从所述水解液体中分离水合二氧化钛，产生包含硫酸镁的渗透液和包含水合二氧化钛的滞留物；以及h.从所述渗透液沉淀硫酸镁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 NZ 627180;2014.07.08 NZ 627185;2014.07.1.一种从颗粒材料回收二氧化钛和硫酸镁的方法，所述方法包含：a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；d.过滤所述硫酸化悬浮液，产生包含至少硫酸氧钛的渗透液和包含不溶性残余物的滞留物；e.使所述包含至少硫酸氧钛的渗透液与水接触，产生水解液体；以及f.使所述硫酸氧钛水解；g.从所述水解液体中分离水合二氧化钛，产生包含硫酸镁的渗透液和包含水合二氧化钛的滞留物；以及h.从所述渗透液沉淀硫酸镁。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述包含不溶性残余物的滞留物包含至少一种选自硫酸钙和二氧化硅的产物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述硫酸镁的沉淀包含以下步骤：a.提高所述包含硫酸镁的渗透液的酸浓度，形成酸化液体；以及b.将所述酸化液体过滤，产生包含沉淀的硫酸镁的滞留物。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述包含硫酸镁的渗透液的酸浓度通过添加硫酸来提高。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述包含硫酸镁的渗透液的pH通过添加硫酸来降低到小于约pH1。6.根据权利要求3到5中任一项所述的方法，其中所述包含硫酸镁的渗透液的酸浓度通过加热所述渗透液以移除水来提高。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒材料包含大于8m％二氧化钛和大于7m％氧化镁。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述颗粒材料包含大于15m％二氧化钛和大于10m％氧化镁。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒材料包含约0.5到3.0的二氧化钛比氧化镁(TiO2：MgO)的比率。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述沉淀硫酸镁的步骤包含：a.将所述包含硫酸镁的渗透液或所述酸化液体冷却，产生包含硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·乔纳森·哈塞尔，詹姆士·凯文·欧伯尔尼，肖恩·丹尼尔·詹姆士·莫洛伊，谢里夫·欧文·扎基·伊马德·马歇尔·易卜拉欣，穆罕默德·谢瑞兹·阿里，
申请(专利权)人：阿瓦塔纳有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰;NZ