一种钛白粉及利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，提供了一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，包括如下步骤：将熔融态含钛高炉渣用钙改性剂在具氧化性气体气氛中改性后，进行分离得到钙钛精矿，其中，钙改性剂包括氧化钙和氧化铝；将钙钛精矿依次进行酸解、钛液净化、浓缩、水解、水洗、盐处理以及煅烧得到钛白粉，酸解过程在温度为95℃～250℃的环境下进行。该方法能够使得含钛高炉渣中的钛得到回收利用以制备钛白粉，且在制备过程中产生的钙钛精矿由于含铁量极少或不含铁，用于生产钛白粉时不需铁粉还原步骤与除铁步骤，能够有效简化钛白粉生产工艺，且制得的钛白粉复合质量要求。本发明专利技术还提供了一种钛白粉，其通过上述生产方法制得。

Titanium dioxide and titanium dioxide production by using titanium bearing blast furnace slag

The invention relates to the field of metallurgical technology and provides a method for producing titanium dioxide from titanium-bearing blast furnace slag. The method comprises the following steps: after modifying the molten titanium-bearing blast furnace slag with calcium modifier in an oxidizing gas atmosphere, the perovskite concentrate is separated, wherein the calcium modifier includes calcium oxide and alumina; and the perovskite is prepared by modifying the molten titanium-bearing blast furnace slag with calcium modifier. Titanium dioxide was obtained by acidolysis, purification of titanium solution, concentration, hydrolysis, washing, salt treatment and calcination of the concentrate in turn. The acidolysis process was carried out at 95 ~250 C. This method can make the titanium in titanium-bearing blast furnace slag be recycled to prepare titanium dioxide, and the perovskite concentrate produced in the process of preparing titanium dioxide has little or no iron content. When it is used to produce titanium dioxide, no iron reduction step and iron removal step are needed, and the titanium dioxide production process can be simplified effectively. Quality requirements. The invention also provides a titanium white powder which is prepared by the above production method.

【技术实现步骤摘要】
一种钛白粉及利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法
本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种钛白粉及利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法。
技术介绍
我国攀西地区和承德地区蕴含着丰富的钒钛磁铁矿资源，其共生的储量约占全国钛总储量的90.54％。在目前的生产流程中约53％的钛经选矿后进入钒钛磁铁精矿，经高炉冶炼后，钛几乎全部进入渣相，形成含钛的高炉渣，造成大量的含钛高炉渣堆积，不仅浪费宝贵的钛资源，而且污染环境。但是，现有的方法中基本不能实现含钛高炉渣的回收利用，造成大量的资源浪费。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，旨在改善现有含钛高炉渣浪费以及现有的钛白粉的生产过程复杂的问题。本专利技术还提供了一种钛白粉，该钛白粉品质较优。本专利技术是这样实现的：一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，包括如下步骤：将熔融态含钛高炉渣用钙改性剂在具氧化性气体气氛中改性后，进行分离得到钙钛精矿，其中，钙改性剂包括氧化钙和氧化铝；将钙钛精矿依次进行酸解、钛液净化、浓缩、水解、水洗、盐处理以及煅烧得到钛白粉，酸解过程在温度为95℃～250℃的环境下进行。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，酸解过程采用质量浓度为89～94％的硫酸。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，钙钛精矿与硫酸的质量比为1:1.18～1.24。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，在钙改性剂中氧化钙的用量为含钛高炉渣质量的3～4％。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，氧化铝的用量为含钛高炉渣质量的1～3％。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，将熔融态含钛高炉渣改性后冷却取炉体上部物质，通过研磨至颗粒粒径为70～80μm，经重选得到钙钛精矿。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，熔融态含钛高炉渣温度为1300℃～1400℃。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，氧化性气体为含氧气体，且氧化性气体中的含氧量为30～50％，气体通入速率为1.5-2.5L/min。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，酸解过程是将钙钛精矿溶解后不采用铁粉还原溶解液中的三价铁即得钛液。一种钛白粉，采用上述的利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法制得。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过上述设计得到的利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，由于其将高炉渣通过钙改性剂改性后，分离得到铁含量极少的钙钛精矿，使得在在钛白粉生产过程中酸解后不需要用铁粉还原溶解液中的三价铁离子记得钛液，制得的钛液在净化过程中也不需冷冻结晶去除其中的铁，不仅使得含钛高炉渣得到充分利用，将中间产物钙钛精矿用于制造钛白粉，还能使得钛白粉生产过程更简单方便，且通过该方法制得的钛白粉品质与现有方法制得的钛白粉品质符合钛白粉质量要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是高炉渣改性前在100倍显微镜下的形貌图；图2是实施例6对应的改性高炉渣在100倍显微镜下的形貌图；图3是实施例7对应的改性高炉渣在100倍显微镜下的形貌图；图4是实施例8对应的改性高炉渣在100倍显微镜下的形貌图；图5是实施例9对应的改性高炉渣在100倍显微镜下的形貌图；图6是实施例10对应的改性高炉渣在100倍显微镜下的形貌图；图7是实施例11对应的改性高炉渣在100倍显微镜下的形貌图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法具体说明。一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，包括如下步骤：S1、将熔融态含钛高炉渣用钙改性剂在具氧化性气体气氛中改性后，进行分离得到钙钛精矿，其中，钙改性剂包括氧化钙和氧化铝。含钛高炉渣一般出炉后温度在1300℃以上，二氧化钛含量约20％左右，但是在炉渣中钛的分布较为分散，不利于进行后续利用。向炉体内温度为1300℃～1400℃的熔融态含钛高炉渣中加入钙改性剂，对含钛高炉渣进行改性，在改性过程中通入氧化性气体。在高温条件下含钙的改性剂和高温炉渣在熔融状态下形成钙钛合金，这部分钙钛合金大部分集中于炉体的上部，在炉体的下部主要形成含铁的矿物，中间为废弃矿物，通过纵向选矿筛选出炉体上部的改性高炉渣。然后将分离得到的改性高炉渣先降温，使钙钛矿晶粒长大，再通过研磨至颗粒粒径为70～80μm，经重选抛尾选出钙钛精矿。由于改性渣钙钛矿平均粒径由改性前20μm提高到改性后大部分大于70μm，改性渣钙钛矿平均粒径达70～80μm。要使改性渣的钙钛矿都达到80％左右的单体，它们的磨矿粒度上限应达到60μm左右。高炉(改性)渣磨矿粒度上限为40μm时，其渣解离出的钙钛矿单体能达到96.89％。相比之下，在相同的钙钛矿单体解离度条件下，未改性高炉渣，细泥物料量极高，不可回收的粒级物料量大幅度增加。通过改性处理，含钛高炉渣中钛组分能够被富集到钙钛矿相，钛富集度达到80％，钙钛矿最小粒径35μm，大部分大于70μm，最大可达700μm。进一步地，控制炉体内温度大约为1300度，改性时间约0.5h。含钛高炉渣的温度为1200-1500℃，优选为1300-1400℃，含钛高炉渣的温度应控制在一定范围内，以提升钛的回收速率，加速钛的富集。具体地，钙改性剂包括氧化钙和氧化铝，专利技术人发现采用氧化钙和氧化铝为钙改性剂可以更大程度上将钛富集出来回收利用，钛的回收率很高。其中，氧化铝的加入能够降低熔体的粘度改善均质条件，促进钙钛矿相长大。进一步地，在钙改性剂中氧化钙的用量为含钛高炉渣质量的3～4％，改性剂中氧化铝的用量为含钛高炉渣质量的1～3％。专利技术人发现在氧化钙和氧化铝的质量大致控制在上述范围内，得到的钙钛精矿中杂质含量最少且钛的利用率最高。优选地，该氧化性其他氧气含量在30～50％，气体通入速率为1.5-2.5L/min时效果最佳。含氧气体可以为空气，但是要控制其中的氧气含量，其含量不宜过低或过高，含量过低会出现钛的氧化效果不理想，未充分氧化，进而影响钙钛精矿的品质；氧气含量过高会出现在改性过程中钛的氧化速率过快，而且增加了成本的同时容易造成气体的浪费。优选地，在用钙改性剂改性过程中，通入氧化性气体氧化5-8min。在改性过程中通入氧化性气体可以使低价钛氧化为四价钛，提高钛的回收率和钙钛精矿的纯度。氧化时间需要控制在一定范围内，一方面要保证钛渣中的钛组分得到充分氧化，另一方面氧化时间过长会导致熔渣的粘附变大，不利于钙钛矿晶粒的长大。S2、将钙钛精矿依次进行酸解、钛液净化、浓缩、水解、水洗、盐处理以及煅烧得到钛白粉，酸解过程在温度为95℃～250℃的环境下进行。具体地，首先将S1步骤制得的钙钛精矿进行酸解得到钛液，酸解采用质量浓度为89～94％的硫酸，该浓度的硫酸能使得钙钛精矿中能溶于硫酸的物质得到最大程度的溶解。进一步地，钙钛精矿与硫酸的质量比为1:1.18～1.24，在该比例条件下，钙钛精矿能充分溶解于硫酸中且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：将熔融态含钛高炉渣用钙改性剂在具氧化性气体气氛中改性后，进行分离得到钙钛精矿，其中，所述钙改性剂包括氧化钙和氧化铝；将所述钙钛精矿依次进行酸解、钛液净化、浓缩、水解、水洗、盐处理以及煅烧得到钛白粉，所述酸解过程在温度为95℃～250℃的环境下进行。

【技术特征摘要】
1.一种利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：将熔融态含钛高炉渣用钙改性剂在具氧化性气体气氛中改性后，进行分离得到钙钛精矿，其中，所述钙改性剂包括氧化钙和氧化铝；将所述钙钛精矿依次进行酸解、钛液净化、浓缩、水解、水洗、盐处理以及煅烧得到钛白粉，所述酸解过程在温度为95℃～250℃的环境下进行。2.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于，所述酸解过程采用质量浓度为89～94％的硫酸。3.根据权利要求2所述的利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于，所述钙钛精矿与所述硫酸的质量比为1:1.18～1.24。4.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于，在所述钙改性剂中所述氧化钙的用量为所述含钛高炉渣质量的3～4％。5.根据权利要求4所述的利用含钛高炉渣生产钛白粉的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲年文，曾小东，刘在波，何小波，
申请(专利权)人：四川星明能源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51