同时回收其它资源的以高炉渣生产钛白粉的方法技术

本发明专利技术是一种可同时回收其它资源的以高炉渣为原料生产钛白粉的方法。该方法先用循环酸对高炉渣中的铝、镁等组分进行选择性初步酸解，然后再用硫酸对二次渣进行二次酸解，经固液分离，固相为用作建筑材料的钛硅石膏，液相加入水在沸点温度下进行水解结晶反应，反应析出相为偏钛酸。在对液相实施加水解结晶反应工序之前，可在酸解反应过程或酸解反应后对液相料浆实施电磁波激发辐射。结晶反应析出的偏钛酸经脱水过滤、洗涤后，用盐处理剂进行调质处理，之后经高温煅烧即制取颜料级钛白粉。初步酸解反应得到的液相经进一步处理，可以硫酸铝铵的形式回收铝资源，以氢氧化镁的形式回收镁资源，高炉渣中的宝贵资源得到全面回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶炼高炉渣资源回收技术，更具体地说，是涉及一种钢铁冶炼含钛高炉渣中的钛资源与其它资源综合回收利用的工艺方法。
技术介绍
钛是攀西钒钛磁铁矿的主要成分之一，占全国总储量的86％。钒钛磁铁矿中的钛约50％通过选矿进入铁精矿，经高炉熔炼后被富集在高炉渣中排掉。高炉渣含CaO28.80％、SiO224.16％、V2O50.25％、TiO222.56％、S 0.49％、Al2O313.31％、MgO 7.49％，经X射线衍射发现，含钛成分主要由钙钛矿和钛辉石组成。目前攀钢东西渣场堆存的高炉渣已达到6000多万吨，并且还以每年300万吨的速率增加。因炉渣堆场逐步扩大，不仅污染了长江上游的金沙江，已危及到金沙江的河床与周边生态环境，已经成为严重的环境问题。综合回收利用攀枝花钒钛磁铁矿中的钛及其它宝贵资源，实现经济持续发展和保护生态环境，具有极大的经济效益和社会效益。目前攀钢高炉渣主要用来作为建筑材料使用，其所含的大量贵重元素如钛等都未能得到充分利用。含钛高炉渣一般含TiO2约20-25％，另外还含有硅、钙、钒、铝、硫等原素。其中钙、铝、镁的存在，对钛的回收工艺具有重要影响，但同时也是可利用的重要资源。国内已有一些单位对从高炉渣中提取钛进行了大量研究工作，并取得了一些研究成果，但大多研究成果由于从高炉渣中提取钛的经济成本过高，以及高炉渣中所含的大量其它元素对提取钛的制约，致使从高炉渣中提取钛的处理过程极为困难，因而未能实现工业化。本申请的专利技术人对攀钢高炉渣的组成、酸解、水解等过程进行了深入系统的研究，在此基础上完成了以攀钢高炉渣为原料生产富钛料的工艺方法，取得了可工业化生产的突破性的成果，本申请的申请人就此完成的技术成果向中国专利局提出了专利技术专利申请，申请号为200510021390.1。但该申请只回收利用了高炉渣中的宝贵钛资源与硅、钙资源，高炉渣中所含的铝、镁等其它宝贵资源没有得到回收利用。三、本
技术实现思路
针对现有技术的含钛高炉渣资源回收利用工艺技术的不足，本专利技术提出的可回收高炉渣其它资源的以含钛高炉渣为原料生产钛白粉的方法，在以含钛高炉渣生产钛白粉的同时还可以分别或同时解决以下技术问题1、以硫酸铝铵的形式回收含钛高炉渣中的铝资源，硫酸铝铵可作为絮凝剂和生产铝制品的材料；2、以氢氧化镁的形式回收含钛高炉渣中的镁资源，氢氧化镁可作为阻燃剂；3、以硅钛石膏的的形式回收含钛高炉渣中的硅、钙与少量的钛，作为新型墙体材料的原料；4、使太白粉生产工艺过程中的废硫酸得以循环回收利用。本专利技术的主要思路是根据含钛高炉渣的组成和反应的难易性，通过以不同浓度的硫酸对高炉渣进行选择性反应逐次分离出铝、镁、钛组分，含有硅以及少量钛的反应残渣为钛硅石膏，可供建筑材料使用。同时通过实施电磁波激发辐射，促进高炉渣的选择性反应与强化水解过程，从而获得较高的钛收率，经煅烧成为富钛料或钛白粉。本专利技术要解决的上述技术问题可通过具有以下技术方案的可回收炉渣其它资源的含钛高炉渣生产钛白粉的方法来实现可回收炉渣其它资源的以含钛高炉渣生产钛白粉的方法，主要包括以下工艺步骤1、粒度为80-200目的含钛高炉渣用重量浓度为3％-25％硫酸在55～80℃条件下对铝、镁进行选择性的初步酸解反应，充分酸解反应后对料浆进行固液分离，作为二次渣的固相与液相分别进入下一道工序；2、对初步酸解工序1固液分离得到的固相二次渣用浓度为25％-60％硫酸在80～120℃条件下进行二次酸解反应，酸解料浆经固液分离，所得固相即为钛硅石膏，液相进入下一道水解工序；3、在二次酸解工序2所得的液相中加入水在100～115℃的条件下进行水解结晶反应，结晶反应析出相为钛的水合物偏钛酸，充分水解结晶反应后对偏钛酸进行分离，偏钛酸进入下一道工序；4、对进入水解结晶反应工序前的液相料浆实施电磁波激发辐射；5、水解结晶反应工序3分离得到的偏钛酸经脱水洗涤后，用盐处理剂进行调质处理。所述盐处理剂可选自碳酸钾、硫酸铝、TiO2溶胶和磷酸等中的至少一种； 6、经盐处理后的偏钛酸在800～1100℃下进行煅烧，制得成品钛白粉；7、对初步酸解工序1分离所得的液相分别单独或共同先后实施以下处理工序(1)加入铝脱出剂与进入液相的铝反应生成硫酸铵铝，经固液分离、干燥制备硫酸铝铵产品；铝脱出剂可以为硫酸铵、氨等。(2)加入水并升温至沸点进行水解反应，使进入液相的钛结晶析出，经固液分离、干燥、煅烧制备富钛料产品；(3)加入碱与进入液相的镁反应生成氢氧化镁，经固液分离、干燥制备氢氧化镁产品。所述碱碱可选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等中的至少一种。在上述方案中，工序1是为了回收含钛高炉渣中的铝、镁等组分而设计的一道工序，是初步酸解反应工序。该工序硫酸的用量取决于高炉渣中的铝、镁等组分的含量与硫酸浓度。硫酸的用量至少应能将高炉渣浸没，使高炉渣中的铝、镁等组分能充分地溶解于硫酸。通常为高炉渣用量的1～5倍。酸解反应时间取决于硫酸的浓度、反应温度、铝镁等组分的分布与含量、高炉渣的粒度以及工艺要求，以使高炉渣中的铝、镁等组分得以充分地溶解于硫酸。酸解反应时间通常为20～90min。高炉渣的粒度一般控制为约0.08～0.18mm(200～80目)，最好是其中80％的粒度小于180目。在上述方案中，酸解反应工序2是本方法的一个基本工序，是为了回收含钛高炉渣中的钛组分，硫酸的用量取决于高炉渣中的钛组分的含量与硫酸浓度，至少应能将初步酸解反应工序分离出的作为二次渣的固相浸没，使高炉渣中的钛等能充分地溶解于硫酸，通常为高炉渣用量的1～5倍。酸解反应时间取决于硫酸的浓度、反应温度、钛组分的分布与含量，以及工艺要求，以使高炉渣中的钛组分得以充分地溶解于硫酸。酸解反应时间通常为60～120min。在上述方案的水解反应工序中，水的加入量多少主要取决于液相中钛组分的浓度，以使钛组分在比较合理的时间内得以充分地结晶析出为准。水的加入量对工艺不会产生很大的影响。水的加入量，以重量计，一般为液相50％～400％。在上述方案中对液相料浆实施电磁波激发辐射，从初步酸解工序1到酸解料浆进入水解结晶反应工序之前任一处对含钛液相料浆实施电磁波激发辐射，既可在酸解反应过程中实施电磁波激发辐射，如在用浓度为3％-25％硫酸在55～80℃条件下对含钛高炉渣进行初步酸解反应的同时实施电磁波激发辐射，也可对酸解反应后的酸解料浆实施电磁波激发辐射，如在用浓度为25％-60％硫酸在80～120℃条件下对二次渣酸解反应后的料浆实施电磁波激发辐射。所实施的电磁波，其频率可为0.1～7.0GH，辐射强度可为1000～3200KW/cm3。在上述方案中，如果电磁波激发辐射是在进行初步酸解反应时实施，由于电磁波激发辐射可抑制高炉渣中的钛组分进入液相，因此对工序1分离所得的液相可分别单独或共同先后实施以下工序进行进一步处理a、加入硫酸铵与进入液相的铝反应生成硫酸铵铝，经固液分离、干燥制备出硫酸铝铵产品；b、加入氢氧化钠与进入液相的镁反应生成氢氧化镁，经固液分离、干燥制备出氢氧化镁产品。对液相处理，当进入液相的镁组分也比较少，不回收镁组分时，可仅实施处理工序a，反之当进入液相的铝组分也比较少，不回收铝组分时，可仅实施处理工序b。对以攀钢高炉渣为原料生产太白粉，通常是两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可同时回收其它资源的以高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：（１）粒度为０．０８～０．１８ｍｍ的含钛高炉渣用浓度为３％－２５％硫酸在５５～８０℃条件下进行初步酸解反应，充分反应后进行固液分离，固相与液相分别进入下一道工序；（２）工序（１）固液分离得到的固相二次渣用浓度为２５％－６０％硫酸在８０～１２０℃条件下进行二次酸解反应，充分反应后进行固液分离，固相为可作为墙体材料的钛硅石膏，液相进入下一道工序；（３）在工序（２）所得的液相中加入液相量５０％～４００％的水在１００～１１５℃的条件下进行水解结晶反应，结晶反应析出相为偏钛酸，充分水解结晶反应后对偏钛酸进行分离，偏钛酸进入下一道工序；（４）对进入水解结晶反应工序前的液相料浆实施电磁波激发辐射；（５）工序（３）分离得到的固相偏钛酸经脱水洗涤后，用盐处理剂进行调质处理；（６）经盐处理后的偏钛酸在８００～１１００℃下进行煅烧，制得成品钛白粉；（７）对工序（１）分离所得的液相分别单独或共同先后实施以下工序：ａ、加入铝脱出剂与进入液相的铝反应生成硫酸铝铵，经固液分离、干燥制备硫酸铝铵产品；ｂ、加入水并升温至沸点进行水解反应，使进入液相的钛结晶析出，经固液分离、干燥、煅烧制备富钛料产品；ｃ、加入碱与进入液相的镁反应生成氢氧化镁，经固液分离、干燥制备氢氧化镁产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代俊，徐程浩，肖永华，杨德建，俞雪梅，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]