利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂以及方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂以及方法。利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂由促进钙钛矿析出的含钙析出剂和促进钙钛矿富集的铝化合物促进剂按照质量比为0.5‑3:1的比例制成。该添加剂成本低廉，能有效增加钙钛矿的粒径，有效促进高钛型高炉渣中钛组分富集到钙钛矿相，并有利于钙钛矿的析出。

Additives and methods conducive to titanium enrichment in blast furnace slag with high titanium content

The invention relates to the field of metallurgical technology, in particular to an additive and a method for enriching titanium in high titanium type blast furnace slag. The additives beneficial to enrichment of titanium in high titanium blast furnace slag are made up of calcium-containing precipitators which promote the precipitation of perovskite and aluminum compound accelerators which promote the enrichment of perovskite in the proportion of 0.5_3:1. The additive has low cost, can effectively increase the diameter of perovskite, effectively promote the enrichment of titanium components in high titanium blast furnace slag to perovskite phase, and is conducive to the precipitation of perovskite.

【技术实现步骤摘要】
利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂以及方法
本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂以及方法。
技术介绍
攀西地区蕴藏丰富的钒钛磁铁矿资源，已探明二氧化钛的工业储量达3.8亿吨，占中国钛资源的90％以上，经选矿后约50％的钛进入铁精矿，在随后的高炉冶炼中基本上进入高炉渣，渣中TiO2含量高达20％以上。目前攀西地区每年排放高炉渣至少300多万吨以上，积累至今已超过6000万吨，主要采取堆放渣场的方式处理。未大量使用钒钛矿前，高炉渣主要供水泥厂用作水泥的原料，为典型的循环经济。由于高钛型高炉渣中TiO2含量过高，结晶能力强、活性低，不能大量掺入水泥中(掺入量为＜10％)，否则会降低水泥标号。大量使用钒钛矿后，高炉渣将不能大量用作水泥的原料，其后果是用作水泥的原料缺乏，而高钛型高炉渣还必须重新找渣场进行堆放。因此，需要能够采用合适的方法将高钛型高炉渣中TiO2回收提取出来，可以将高炉渣做到变废为宝，且提取出TiO2后的低钛型高炉渣可以用作生产水泥的原料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，该添加剂成本低廉，能有效增加钙钛矿的粒径，有效促进高钛型高炉渣中钛组分富集到钙钛矿上，并有利于钙钛矿析出。本专利技术还提供一种利于高钛型高炉渣中钛富集的方法，方法能够有效促进高钛型高炉渣中钛组分富集到钙钛矿上，并有效增加钙钛矿的粒径，简化高炉渣内矿相的组成，便于后续分离得到纯度较高的钙钛矿。本专利技术是这样实现的：一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其由促进钙钛矿析出的含钙析出剂和促进钙钛矿富集的铝化合物促进剂按照质量比为0.5-3:1的比例制成。一种利于高钛型高炉渣中钛富集的方法，包括以下步骤：将上述的利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂、气体载体和高钛型高炉渣混合进行反应，其中添加剂占该高钛型高炉渣质量的1.5-4％。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过使用添加剂能够将高钛型高炉渣中的钛富集到钙钛矿上，并有利于钙钛矿析出，利于后续实现钛的分离，将高炉渣做到变废为宝，且提取出TiO2后的低钛型高炉渣可以用作生产水泥的原料。该方法基于对熔渣物理化学性质，调整熔渣氧势、组成等改性措施，使渣中钛组分的走向和分布改变，发生钛组分的转移和集中，使钛组分富集到钙钛矿中，实现钛组分的选择性富集、长大和分离。该方法和常规的酸浸、碱处理来提取和分离钛组分的主要区别在于：钛组分富集工艺中不加酸、不加碱，无二次污染，是一项高钛型高炉渣钛组分的绿色分离技术。且其利用高炉渣从高炉流出时的高温来进行改性，充分利用了热源，生产成本大大降低。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为实施例1的扫描电镜形貌图；图2为对比例1的扫描电镜形貌图；图3为对比例1的XRD衍射分析图；图4为对比例2的扫描电镜形貌图；图5为对比例3的扫描电镜形貌图；图6为对比例4的扫描电镜形貌图。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的利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂以及方法进行具体说明。一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其由促进钙钛矿析出的含钙析出剂和促进钙钛矿富集的铝化合物促进剂按照质量比为0.5-3:1的比例制成。含钙析出剂能够促进钙钛矿的析出，而铝化合物促进剂能够促进钙钛矿的富集，并能够促进钙钛矿析出，进一步增加钙钛矿的粒径，有助于后续分离钙钛矿。含钙析出剂和铝化合物促进剂之间相互作用能够有效促进钙钛矿的富集和析出，而二者之间的使用比例为最佳比例，此时，钙钛矿的富集程度最佳且析出量高。若增加含钙析出剂的含量，高炉渣的碱度增加，高炉渣溶化性温度和粘度上升，钙钛矿的晶型为树枝状晶体，会大幅度降低钙钛矿的析出和粗化。若增加铝化合物促进剂的含量也会大幅度降低钙钛矿的析出和粗化，钙钛矿晶粒度与富集度明显减小，这是由于铝化合物为酸性氧化物，网状结构。当铝化合物加入量超过一定量时，熔渣粘度增加，碱度减小，不利于钙钛矿粗化。进一步地，含钙析出剂与铝化合物促进剂的质量比为1-2：1。进一步地，含钙析出剂为钙化物，优选为氧化钙或氟化钙。CaO在熔渣中以Ca2+和O2-存在，随着CaO加入量的增加，一方面促进钙钛矿析出：另一方面金属阳离子与硅氧络阴离子结合力大于金属阳离子与钛氧络阴离子，最终形成非钛相。进一步地，铝化合物促进剂为氧化铝。氧化铝能够有效降低熔渣粘度与熔化性温度，有助于钙钛矿的析出和富集。氧化钙过多时，高钛型含钛高炉渣，熔渣碱度较高，熔化型温度与熔渣粘度较大，不利于钙钛矿析出与长大。氧化铝可以使得熔渣碱度减小，熔渣熔化性温度与粘度减小，有利于钙钛矿析出与长大。本专利技术实施例还提供一种促进利于高钛型高炉渣中钛富集的方法，包括以下步骤：将上述利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂、气体载体和高钛型高炉渣混合进行反应，其中添加剂占该高钛型高炉渣质量的1.5-4％。具体地，是将添加剂与高钛型高炉渣混合后再1400-1550℃的环境下通入气体载体。添加剂与高钛型高炉渣混合均匀，并保证添加剂能够与高钛型高炉渣内所用的物质能够充分接触，而后先将混合物加热，使得混合物熔融，并与后续添加剂与高钛型高炉渣内的物质反应，而后再通入气体载体，使得高钛型高炉渣内的低价钛发生氧化反应，参见下式：反应随氧位提高，向右进行，Ti4+/Ti3+比例增大，有利于形成酸性的TiO44-。在低价钛氧化的同时，由于铁氧化物增多，Si-O络离子团解体，反应如下：Si2O64-/Si2O52-比例相应增加，Si-O络离子团解体，粘度降低。在上述三个反应中，反应(2.3)是前两个反应的耦合，不同价态离子的相对含量受反应(2.3)的制约。氧位升高，Fe3+/Fe2+，Si2O64-/Si2O52-比例增大，粘度减小。在氧化时，低价钛氧化物与TiN，TiC及固熔体Ti(C，N)消失，粘度降低，继而能够有效促进钙钛矿的析出和富集。进一步地，通入气体载体时熔渣温度为1400-1550℃，若温度过高，钙钛矿晶粒大小逐渐减小，不利于钙钛矿的富集，且渣的粘度较小，部分钙钛矿晶粒又溶于熔渣中，使钛组分流失，基体相中的含钛量开始提高，继而导致钙钛矿中钛含量降低，不利于钛的回收。而温度过低，熔渣粘度较大，不利于钙钛矿晶粒的长大。因此，进一步地，气体载体为氧化性气体，优选为含有氧气的气体，更优选为空气。只要气体载体中含有氧气或氧化性气体即可。通入氧化性气体不仅仅能够起到氧化作用，还可以起到搅拌的作用，促进添加剂和高炉渣混合均匀，继而保证高炉渣内各个部分内的钙钛矿均能够得到良好的富集和析出。进一步地，通入气体载体后反应5-10分钟。在该范围内钙钛矿晶粒富集明显，即能够有效增加钙钛矿的粒径，且析出程度高。若反应时间不充足，渣中的钛组分没有得到充分氧化，不利于钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其特征在于，其由促进钙钛矿析出的含钙析出剂和促进所述钙钛矿粗化的铝化合物促进剂按照质量比为0.5‑3:1的比例制成。

【技术特征摘要】
1.一种利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其特征在于，其由促进钙钛矿析出的含钙析出剂和促进所述钙钛矿粗化的铝化合物促进剂按照质量比为0.5-3:1的比例制成。2.根据权利要求1所述的利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其特征在于，所述含钙析出剂与所述铝化合物促进剂的质量比为1-2：1。3.根据权利要求1或2所述的利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其特征在于，所述含钙析出剂为钙化物，优选为氧化钙或氟化钙。4.根据权利要求1所述的利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂，其特征在于，所述铝化合物促进剂为氧化铝。5.一种利于高钛型高炉渣中钛富集的方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1所述的利于高钛型高炉渣中钛富集的添加剂、气体载体和高钛型高炉渣混合进行反应，其中所述添加剂占所述高钛型高炉渣质量的1.5-4％。6.根据权利要求5所述的利...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲年文，荆七一，李中江，冯少强，
申请(专利权)人：四川省川威集团有限公司，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