一种处理钛铁物料盐酸浸出液的方法技术

本发明专利技术提供一种用于处理钛铁物料盐酸浸出液的方法，所述方法包括：将使用盐酸浸取液浸取钛铁物料得到的浸出母液经分流后得焚烧浸出母液和循环浸出母液，焚烧浸出母液经文丘里预浓缩及多效蒸发浓缩后,再经焚烧炉焚烧回收盐酸用于浸取液再生。采用本发明专利技术的方法可以克服现有盐酸浸取钛铁物料后焚烧工序焚烧量与能耗过大的缺陷，可减少浸出母液焚烧量26.65％，从而降低整个工艺能耗18％，具有良好的工业应用前景。

Method for treating hydrochloric acid leaching solution of titanium iron material

The present invention provides a method for processing titanium iron material leaching liquor, the method comprises the following steps: leaching liquor will use hydrochloric acid leaching solution and leaching of iron and titanium materials obtained by shunt after incineration leaching liquor and recycling leaching liquor, incineration leaching liquor venturi preconcentration and multi effect evaporation, and then by burning the recovered hydrochloric acid leaching solution for regeneration. The method of the invention can overcome the hydrochloric acid leaching of titanium iron materials after incineration incineration process and energy consumption in large defects, can reduce the leaching liquor incineration capacity of 26.65%, thereby reducing the energy consumption of the whole process of 18%, with good prospects for industrial applications.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于湿法冶金
，特别地，本专利技术涉及盐酸浸取钛铁物料时浸出液的处理方法，尤其是涉及一种处理钛铁物料盐酸浸出液的方法。
技术介绍
在我国用盐酸浸取钛铁物料的研究己有三十多年的历史，已开发了多种浸取工艺，其中部分工艺已较为成熟，例如预氧化-流态化常压盐酸浸出法、选冶联合加压盐酸浸出法、直接加压盐酸浸出法和氧化-还原常压盐酸浸出法。但是，到目前为止，这些工艺尚未工业化，其中一个主要原因是处理浸出液的成本太高。例如，目前常采用或建议采用全浸出液喷雾焚烧法(或称Ruther法)来处理浸出液。这种喷雾焚烧法己被广泛用于钢板酸洗工艺中的废盐酸回收，采用此方法处理1升废盐酸约需680千卡能量。如采用喷雾焚烧法来焚烧浸出液，焚烧工序的能耗将占整个工艺能耗的65-75％。故有效处理与利用浸出液、降低焚烧量是盐酸浸取钛铁物料工艺工业化的关键问题之一。当采用稀盐酸浸取钛精矿或经改性处理过的钛精矿时，浸取液是纯或含杂量很低的稀盐酸。在此钛精矿盐酸浸取工艺过程中，钛精矿或钛铁矿(FeTiO3)被盐酸浸出主要按如下反应式进行：FeTiO3+2HCl→TiO2+FeCl2+H2O其中，在反应初期，会有部分FeTiO3中的Ti按如下反应进入溶液：FeTiO3+4HCl→TiOCl2+FeCl2+2H2O当反应后期，随着浸出液中盐酸浓度降低及离子强度增加，TiOCl2会水解返回固相，水解公式为：TiOCl2+2H2O→TiO(OH)2(或TiO2·H2O)+2HCl稀盐酸浸取工艺浸出母液的化学组成如表1所示。在浸出母液中，主要成份是FeCl2，它的浓度在180至270g/L(181至272g/L的FeCl2＝80～120g/L的Fe2+)，在60℃下，FeCl2在该浸出母液中的溶解度可达到约400g/L(相当于176g/L的Fe2+)。此钛精矿盐酸浸取与浸出母液回收工艺常采用如图1所示的流程，其浸出母液和浸渣的洗涤滤液全焚烧。表1.盐酸浸取后浸出母液的化学组成焚烧的具体工艺步骤可以采用下述操作：经文丘里浓缩的浸出母液从焚烧炉的炉顶由酸枪喷嘴以雾状喷入炉中进行焚烧，而煤气和空气在炉子中部以切线方向进入炉内，浓缩的浸出母液在焚烧炉中部由于500～820℃高温发生水解和分解反应，生成氯化氢气体和以三氧化二铁颗粒为主并含有氧化镁、氧化钙等的颗粒。焚烧工艺的化学原理如下：FeCl2+H2O→Fe(OH)2+2HCl(水解)2Fe(OH)2+1/2O2→Fe2O3+2H2O(氧化分解)FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl(水解)2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O(分解)MgCl2+H2O→Mg(OH)2+2HCl(水解)Mg(OH)2→MgO+H2O(分解)CaCl2+H2O→Ca(OH)2+2HCl(水解)Ca(OH)2→CaO+H2O(分解)焚烧之后的大部分固体颗粒因重力作用落到焚烧炉底部，并从焚烧炉底部排出，小部分固体颗粒随着370～450℃氯化氢气体、水蒸气及煤气燃烧后产生的废气，氯化氢气体占废气体积浓度为6％,被风机从炉顶部抽出，经旋风除尘器后固体颗粒大部分返回炉内。废气从旋风除尘器出口进入文丘里与浸出母液混合蒸发降温，其蒸发量为母液给入量的25％-28％，文丘里出口的废气温度应小于90℃并进入下一步盐酸气体吸收工序。氯化氢气体的吸收是将氯化氢从废气中分离出来，使盐酸再生的过程，整个过程在二级(或三级)吸收塔中完成。从文丘里来的含有氯化氢气体的废气(<90℃)首先进入一级吸收塔(Ⅰ)的底部，经过支撑填料的栅板，在填料层的空间迂回上升，再由一级吸收塔(Ⅰ)的顶部排出，此处废气温度约应在85℃，吸收氯化氢气体的溶液为水或稀浸出母液，从一级吸附塔底部流出的盐酸浓度为18～20％。一级吸收塔(Ⅰ)的顶部排出的废气进入二级吸收塔(Ⅱ)的底部，使废气中的氯化氢气体进一步得到吸收，最后由二级吸收塔(Ⅱ)的顶部排出。吸收氯化氢气体的溶液为水或稀浸出母液，是由部分浸出母液即分流后得到的循环浸出母液、洗涤工序的洗涤滤液并且补加水或稀盐酸组成。稀浸出母液中的亚铁离子浓度为28～50g/L，盐酸浓度为2～8％。盐酸废气在吸收塔中被稀浸出母液或水逆流吸附：稀浸出母液或水首先从二级吸收塔(Ⅱ)的顶部均匀喷淋到填料层上表面，并沿着填料表面向下流动至二级吸收塔(Ⅱ)的底部，然后，再泵至一级吸收塔(Ⅰ)的顶部经喷淋后，收集于一级吸收塔(Ⅰ)的底部，吸收氯化氢后形成的溶液称之为再生酸，再生酸的浓度一般为18％～20％。该工艺焚烧1升母液需约680Kcal能耗,其主要能耗在于蒸发水至水蒸汽,水的汽化热为539Kcal/Kg，其余的热量用于加热助燃空气及其它热损耗。而该焚烧工艺的水转换成水蒸汽排放入大气,故能耗大是必然的。对于钛铁物料盐酸浸出工艺来说,每生产一吨富钛料产品约需1.8吨钛铁物料,对于液固为3.3的浸出条件,也就是说每生产一吨富钛料产品约需处理(焚烧)5.94m3浸出母液,需能耗4.04X106Kcal能量。对于多效浓缩与MVR来说,每蒸发一立方米水的能耗分别为0.35吨蒸汽和70度电与少量蒸汽。所以浸出母液蒸发比浸出母液焚烧更节能。中国专利CN1373243A“负压外循环蒸发浓缩结晶处理盐酸酸洗废液的工艺”，该工艺将酸洗废液中的氯化亚铁经负压蒸发浓缩结晶成四水氯化亚铁晶体,经分离后得四水氯化亚铁与母液。四水氯化亚铁可作为副产品,母液闭路循。但是对钛铁物料盐酸浸出母液来说,母液中除铁之外,还含钙、镁、锰、钒、铝等元素,这些元素不会与氯化铁共结晶从而无法从系统中排除,在系统中积累并形成闭路死循环。或者与氯化铁共结晶,影响氯化铁产品质量。同时,此工艺无法100％回收盐酸。中国专利CN1651338A“废酸再生、副产氯化亚铁的生产方法”，该工艺将废酸蒸发浓缩成过饱和母液,再把此母液结晶成氯化亚铁并回收废酸中的游离盐酸。该专利与专利CN1373243A相似都是将废液蒸发浓缩生成氯化亚铁结晶的方法来处废酸。中国专利CN101306797A“一种湿法氯化处理红土镍矿的盐酸再生方法”，该专利技术盐酸再生过程中的焙烧物料包括沉镍后母液的浓缩液,浸出液浓缩时得到的氯化铁、氯化镁晶体,外加煤粉调成浆料后喷入高温炉分解成氯化氢气体及高粘度的金属氧化渣。该专利利用高温焚烧的气体蒸发母液,并将水转换成蒸汽后得氯化铁、氯化镁晶体。中国专利CN101654224A“一种废盐酸富氧焙烧再生方法”，该专利采用气体分离技术进行空气分离制取富氧空气,用此富氧空气作为燃料的助燃气,从而减少了助燃气的用量,与此同时减少了焚烧废气量的方法来达到节能的目的。中国专利CN101792125A“一种氯化物溶液的浓缩及再生盐酸方法”采用微泡发生器的气泡爆破作用蒸发氯化物溶液中的水,并获得氯化物的晶体,氯化物固体经700～1000℃焙烧获氧化物与氯化氢气体,氯化氢气体经水吸收后获再生盐酸。该专利采用的蒸发方法同样是将母液中的水蒸发成蒸汽,并且需高温焚烧氯化物晶体。氯化物晶体高温焚烧不适于处理低溶点易挥发的氯化物如FeCl3,同时焚烧温度和氯化物水解与氧化不完成导致氧化物中的氯含量过高影响产品质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛铁物料浸取过程中浸出液的处理方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理钛铁物料盐酸浸出液的方法，其特征在于，所述方法包括：将使用盐酸浸取液浸取钛铁物料得到的浸出母液分流成循环浸出母液与焚烧浸出母液，焚烧浸出母液经预浓缩和浓缩后,再经焚烧得到的氯化氢回收用于浸取液再生。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理钛铁物料盐酸浸出液的方法，其特征在于，所述方法包括：将使用盐酸浸取液浸取钛铁物料得到的浸出母液分流成循环浸出母液与焚烧浸出母液，焚烧浸出母液经预浓缩和浓缩后,再经焚烧得到的氯化氢回收用于浸取液再生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：1)采用盐酸浸取液浸取钛铁物料，然后将得到的浸出料浆进行固液分离，以得到浸出母液和固相浸渣；2)将步骤1)得到的浸出母液进行分流处理，分流为焚烧浸出母液和循环浸出母液，然后使焚烧浸出母液进入焚烧工序的文丘里进行预浓缩并使废气降温，从而得到中浓度焚烧母液；3)将步骤2)得到的中浓度焚烧母液经浓缩蒸发获高浓度焚烧母液和稀盐酸；4)将步骤3)得到的高浓度焚烧母液泵入或压入焚烧炉得铁、钙、镁的氧化物与氯化氢、以及含有盐酸废气的水蒸汽；5)洗涤步骤1)得到的固相浸渣得到洗涤滤液，然后混合所述洗涤滤液与经步骤2)得到的循环浸出母液以及补加的水和/或步骤3中得到的稀盐酸，从而得到稀浸出母液；6)使步骤4)得到的盐酸废气经除尘、文丘里后和步骤5)得到的稀浸出母液进入氯化氢气体吸收处理工序，在该工序中，稀浸出母液作为吸收液吸收所述废气中的氯化氢气体后形成循环稀浸出母液；7)将步骤6)得到的循环稀浸出母液用于配制步骤1)的浸取液，返回浸取系统形成闭路循环。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)中的钛铁物料为选自钛铁矿、钛精矿、改性钛精矿、高钛渣中的一种或多种；或是钒钛磁铁矿直接还原新流程钛渣，或所述钛渣与其它钛铁物料的混合物。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述焚烧浸出母液的总氯根离子(TCl-)为220至260g/L,所述文丘里出口废气的温度小于90℃，所述中浓度焚烧母液含氯化氢80至130g/L，所述中浓度焚烧母液的总氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：车小奎，陈树忠，王雷，英明，郑其，陈松，王力军，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11