一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法，包括以下步骤：S1，将电炉冶炼钛渣过程中产生的烟气灰尘在400℃~700℃温度条件下，空气或者氧气气氛下进行0.5~3 h氧化焙烧，焙烧后的烟气灰尘以备用；S2，将焙烧后的烟气灰尘与钛精矿按一定比例混合均匀，将混合后的钛精矿和浓硫酸按一定比例在酸解锅中进行预混合；S3，将稀硫酸或水按一定比例在预混合罐混合后作为引发酸泵入到酸解锅中，引发酸解反应；发明专利技术结合硫酸法生产工艺的特点及电炉烟气灰尘富含钛及粒度细的特点，将其用作硫酸法钛白原料，利用现有的工艺设备即可实现工业化连续生产，可操作性强、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法
本专利技术涉及钛渣电炉烟气回收处理
，特别是一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法。
技术介绍
高钛渣是生产四氯化钛、钛白粉及海绵钛的重要原料，通常采用电炉冶炼法进行生产。电炉熔炼生产过程中烟气及下料系统会产出一部分灰尘，主要成分为细料级原料，其TiO2含量高达40%以上，接近一般钛精矿的品位。该类灰尘产量较大、杂质含量较高、粒度极细，通常作为废弃物进行处理，但该类烟尘富含40%以上的TiO2直接丢弃既造成钛资源的较大损失，同时易引起二次污染。为了综合利用这部分烟尘，国内已做了较多的研究，文献《钛生产中含钛废渣的电炉熔炼回收利用研究与实践》中，冶炼过程中配入一定比例的烟尘，这类烟尘通过再次熔炼使其有价元素得到回收，该方法理论上是可行的，但由于该类灰尘粒度细，入炉过程很容易被再次带走，实际处理量较少；另外，细粒级烟尘入炉对炉况影响较大，易导致电极波动，工艺隐患较大，不能实现连续生产。另一种方法是浸取法，在文献《盐酸浸出高钛渣收尘灰提钛研究》中，浓盐酸酸浸使得酸浸灰中的钛含量由28%左右提高到39.71%；文献《超声辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提钛实验研究》中，提出采用超声波辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提高酸浸灰中二氧化钛的方法，酸浸2.5h后，酸浸灰中二氧化钛可达56.2%；在文献《高钛渣收尘灰铁钛回收工艺研究》中，作者采用了盐酸酸解和氢氧化钠碱浸处理的工艺路线，探究了尘灰中钛铁回收的最佳工艺条件，单因素实验结果表明，盐酸浓度为12mol/L，酸灰比为1.5，酸浸温度为100℃，酸浸时间为5h时，酸浸灰TiO2含量提高到39.7%；在碱浸反应阶段，用氢氧化钠溶液对经酸浸除去大部分铁而钛相对富集的酸浸灰进行碱浸，碱浓度为8mol/L、碱灰比为1.3、碱浸温度为100℃、碱浸时间为2h时，浸出灰的二氧化钛的品位可以达到56.4%，浸取法可以提高炉气灰钛含量，但盐酸浸取中提到用浓盐酸和超声辅助，这两个条件一是很难在工业化实现，二也会使生产成本大幅提高；盐酸酸解和氢氧化钠碱浸处理的工艺路线长，操作复杂，工业化生产时必然会导致成本的增加，三上述两篇文献只是提供了一种提高电炉烟气灰总钛的方法，对后续烟气灰的使用并没有涉及。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术提供一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法，结合矿处理及硫酸法工艺，通过氧化焙烧改变灰尘中物质的晶型结构，改善钛、铁等有价元素的酸溶性，然后将其作为低品质钛铁矿与常规钛铁矿掺配用于硫酸法钛白的生产，达到回收利用该类灰尘的目的。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法，包括以下步骤：S1，将电炉冶炼钛渣过程中产生的烟气灰尘在400℃~700℃温度条件下，空气或者氧气气氛下进行0.5~3h氧化焙烧，焙烧后的烟气灰尘以备用；S2，将焙烧后的烟气灰尘与钛精矿按一定比例混合均匀，将混合后的钛精矿和浓硫酸按一定比例在酸解锅中进行预混合；S3，将稀硫酸或水按一定比例在预混合罐混合后作为引发酸泵入到酸解锅中，引发酸解反应；具体的，步骤S2中，将焙烧后的烟气灰尘与钛精矿按混合比例，其中烟气灰尘所占比例≤15%；具体的，步骤S2中，将混合后钛精矿和浓硫酸按一定比例在酸解锅中进行预混合，浓硫酸浓度要求为92%～100%；具体的，步骤S3中，引发酸稀硫酸浓度要求为15%～55%，酸解反应酸矿比要求为1.45~1.65，酸解反应酸浓度在82%～88%。本专利技术采用该工业路线的主要原理如下：高钛渣生产过程中产出的烟气灰尘，其主要成分为细料级原料钛铁矿（或还原钛矿）、还原剂（烧后灰烬），低温焙烧一方面可将烟尘中还原剂烧浸，一方面低温焙烧使钛铁矿磁化率提高，矿中自身金红石化TiO2与Fe2O3及FeO结合形成新的钛铁固溶体，可改善这部分TiO2的酸溶性，同时保持原矿中其它形式TiO2的酸溶性，可用于硫酸法钛白原料，由于该类烟尘含有较多的硅、铝，这部分烟尘如直接用于硫酸法钛白可能导致后续工序钛液难沉降的问题，因此，为了保证硫酸法工序的正常，需控制烟尘的掺配比例。与现有技术相比，本专利技术的钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法具备以下有益效果：1.本专利技术结合硫酸法生产工艺的特点及电炉烟气灰尘富含钛及粒度细的特点，将其用作硫酸法钛白原料，利用现有的工艺设备即可实现工业化连续生产，可操作性强、成本低。2.本专利技术可实现该类烟尘的全回收利用，社会效益、环保效益良好，具有较好的行业推广性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的流程示意图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示的流程，将TiO2含量45%的烟气灰尘于700℃焙烧0.5h，焙烧后与钛铁矿按照质量比15%比例掺配，与质量分数90%的浓硫酸按照酸矿比1.65预混合，随后添加水引发酸解反应，反应酸浓控制在82%，酸解反应后进行熟化、浸取。实施例2将TiO2含量40%的烟气灰尘于400℃焙烧3h，焙烧后与钛铁矿按照质量比7%比例掺配，与质量分数92%的浓硫酸按照酸矿比1.45预混合，随后添加水引发酸解反应，反应酸浓控制在88%，酸解反应后进行熟化、浸取。实施例3将TiO2含量42%的烟气灰尘于600℃焙烧2h，焙烧后与钛铁矿按照质量比5%比例掺配，与质量分数100%的浓硫酸按照酸矿比1.49预混合，随后添加水引发酸解反应，反应酸浓控制在86%，酸解反应后，进行熟化、浸取。对比例1将国内矿按酸矿比为1.5:1进行预混，预混后加15%的废酸进行引发酸解反应，酸解反应后，进行熟化、浸取。对比例2：将国内矿按酸矿比为1.55:1进行预混，预混后加18%的废酸进行引发酸解反应，酸解反应后，进行熟化、浸取。上述实施例以及对比例所用的烟气灰尘、钛精矿指标见表1：TiO2TFeAl2O3SiO2P2O5SO3MgOCaO烟尘40.0529.871.698.460.040.751.450.18钛精矿45.1033.141.072.670.060.113.450.86表1表2给出了实施例及对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，将电炉冶炼钛渣过程中产生的烟气灰尘在400℃~700℃ 温度条件下，空气或者氧气气氛下进行0.5~3 h氧化焙烧，焙烧后的烟气灰尘以备用；/nS2，将焙烧后的烟气灰尘与钛精矿按一定比例混合均匀，将混合后的钛精矿和浓硫酸按一定比例在酸解锅中进行预混合；/nS3，将稀硫酸或水按一定比例在预混合罐混合后作为引发酸泵入到酸解锅中，引发酸解反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将电炉冶炼钛渣过程中产生的烟气灰尘在400℃~700℃温度条件下，空气或者氧气气氛下进行0.5~3h氧化焙烧，焙烧后的烟气灰尘以备用；
S2，将焙烧后的烟气灰尘与钛精矿按一定比例混合均匀，将混合后的钛精矿和浓硫酸按一定比例在酸解锅中进行预混合；
S3，将稀硫酸或水按一定比例在预混合罐混合后作为引发酸泵入到酸解锅中，引发酸解反应。


2.根据权利要求1所述的钛渣电炉烟气灰尘回收利用的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：和奔流，闫广英，王冬花，贺高峰，
申请(专利权)人：龙蟒佰利联集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41