一种提钛渣中氯元素的循环利用方法技术

本发明专利技术提供了一种提钛渣中氯元素的循环利用方法，所述方法包括步骤：将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出，得到第一滤渣和第一滤液，第一滤液中主要成分为氯化钙和氯化镁；将第一滤液蒸发浓缩得到第一滤液浓缩液；向第一滤液浓缩液中加氢氧化钠或铝化氯溶液使其中镁离子和铝离子完全沉淀，洗涤过滤得第二滤渣和第二滤液；向第二滤液中加入碳酸钠溶液使其中的Ca

【技术实现步骤摘要】
一种提钛渣中氯元素的循环利用方法


[0001]本专利技术涉及非金属矿物开发利用和无机非金属材料制备
，具体来讲，涉及一种提钛渣中氯元素的循环利用方法。

技术介绍

[0002]攀钢集团采用氯化法对高钛高炉渣提钛时，产生了大量的含氯提钛尾渣(年产量达10wt以上)—提钛渣，这些提钛渣具有一定的化学反应活性，但由于水溶性氯离子含量较高，通常氯质量百分数在2～7％之间，故无法像普通高炉渣那样直接用于水泥及混凝土掺合料，目前以堆存为主，在占用大量土地资源的同时，还对周边环境有潜在污染隐患，给企业造成了巨大的经济、环保和社会压力，如何处理和利用这些含氯提钛渣，已成为这种提钛工艺可持续发展及环境保护等方面亟待解决的难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种产生产物均可作为产品使用或销售、整个过程中无三废排放、节能环保的提钛渣中氯元素的循环利用方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种提钛渣中氯元素的循环利用方法，所述方法包括步骤：
[0004]将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出，得到第一滤渣和第一滤液，所述第一滤液中主要成分为氯化钙和氯化镁；
[0005]利用含钛高炉渣低温氯化阶段产生余热将所述第一滤液蒸发浓缩得到第一滤液浓缩液；
[0006]向所述第一滤液浓缩液中加氢氧化钠溶液使其中镁离子和铝离子完全沉淀生成氢氧化镁和氢氧化铝，洗涤过滤得第二滤渣和第二滤液；
[0007]向所述第二滤液中加入碳酸钠溶液使其中的Ca
2+
完全沉淀生成碳酸钙，过滤得到第三滤液和第三滤渣；
[0008]利用含钛渣低温氯化产生的余热将所述第三滤液蒸发浓缩，得到第三滤液浓缩液；
[0009]对所述第三滤液浓缩液进行电解，分别得到氢气、氯气和氢氧化钠溶液，所述氯气循环到含钛渣的低温氯化阶段作为氯原料。
[0010]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述方法还可包括步骤：
[0011]将所述第二滤渣用氢氧化钠溶解，过滤得到第四滤渣和第四滤液，所述第四滤渣主成分为氢氧化镁，所述第四滤液主成分为偏铝酸钠和氢氧化钠。
[0012]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出可包括将提钛渣原渣经多次水浸、洗涤并过滤至第一滤渣中氯离子含量为0.5
‰
以下。
[0013]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第一滤渣可干燥后直接用于水泥或水泥混凝土掺合料，或磨细后作为制备混凝土辅助胶凝材料。
[0014]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第一滤液蒸发浓缩的温度可为60～120℃，所述第一滤液浓缩液的浓度可为氯化钙溶液饱和浓度的80％以上。
[0015]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第三滤液蒸发浓缩的温度可为80～160℃，所述第三滤液浓缩液的浓度可为氯化钠溶液饱和浓度的80％以上。
[0016]在本专利技术的一个示例性实施例中，向所述第四滤液中加入适量氢氧化铝，充分反应后得到纯净的偏铝酸钠溶液，在120～160℃烘干，得到偏铝酸钠固体，作为工业原料使用或销售。
[0017]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第三滤渣主要成分为碳酸钙粉体，所述第三滤液中主要成分为氯化钠。
[0018]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第四滤渣可在400～600℃下焙烧30～90min获得轻烧氧化镁，或者在700～1100℃下焙烧30～150min获得轻质氧化镁。
[0019]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述氢氧化钠溶液的浓度可为15～20mol/L，所述氯化铝溶液浓度可为4.5mol/L以上，所述碳酸钠溶液浓度可为酸钠溶液饱和浓度的50～80％。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下内容中至少一项：
[0021](1)本专利技术解决了提钛渣因氯含量较高而资源化利用困难这一制约氯化法提钛工艺瓶颈的难题，利用水浸和水洗将可溶性氯离子浸出，大大降低了渣中的氯含量，从而有助于提钛渣的资源化利用；
[0022](2)针对滤液中氯离子，采用化学反应分级处理与回收，所得各级产物均可作为化工原料或商品使用和出售，整个过程无三废排放，从而实现了变废为宝，工业固废资源得循环利用，极大地提高了提钛渣的经济效应、资源环境效益和社会效益；
[0023](3)有效缓解了企业的经济压力和环保压力，对应节约用地、减少污染、实现固废资源的再生利用，节约天然材料，助力国家基础建设等，具有积极的和现实的意义。
具体实施方式
[0024]在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本专利技术的提钛渣中氯元素的循环利用方法。
[0025]在本专利技术的一个示例性实施例中，提钛渣中氯元素的循环利用方法，所述方法包括步骤：
[0026]将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出，得到第一滤渣和第一滤液，所述第一滤液中主要成分为氯化钙和氯化镁。例如，将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出可包括将提钛渣原渣经多次水浸、洗涤并过滤至第一滤渣中氯离子含量为0.5
‰
以下。具体来讲，取提钛渣原渣，采用水洗和水浸使其中可溶性氯离子溶出。视氯离子的浸出情况，可以采用多次水浸、水洗并过滤，至滤渣中可溶性氯离子完全溶出为止(即第一滤渣中氯离子含量低于0.5
‰
以下)，得到第一滤渣和第一滤液。其中，第一滤液中主要成分为氯化钙和氯化镁。这里，第一滤渣可利用含钛高炉渣低温氯化阶段产生余热干燥后直接用于水泥或水泥混凝土掺合料，也可磨细后作为制备混凝土辅助胶凝材料，以提高其经济效益。提钛渣主要化学成分及含量可如表1中所示。
[0027]表1某批次提钛渣主要化学成分及含量(wt)
[0028]CaOSiO2Al2O3TiO2MgOClFe2O3SO3FMnOK2ONa2O其他32.8324.6914.148.176.446.393.671.30.970.660.270.260.21
[0029]利用含钛高炉渣低温氯化阶段产生余热将所述第一滤液蒸发浓缩得到第一滤液浓缩液。这里，第一滤液蒸发浓缩的温度可为60～120℃，所述第一滤液浓缩液的浓度可为氯化钙溶液饱和浓度的80％以上。这里，出于提高滤液中离子的浓度、降低滤液体积和质量、提高后续反应效率，第一滤液可浓缩为饱和氯化钙溶液。
[0030]向第一滤液浓缩液中加氢氧化钠或氯化铝溶液使其中镁离子和铝离子完全沉淀生成氢氧化镁和氢氧化铝，洗涤过滤得到第二滤渣和第二滤液。例如，氢氧化钠溶液的10mol/L以上，氯化铝溶液浓度可为4.5mol/L以上。在该浓度范围，可有效提高溶液中离子含量，降低溶液体积，减少所加溶液质量，提高后续反应效率，提高工艺效率。
[0031]反应方程式如下：
[0032]MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓
+2CaCl2↓
；
[0033]2AlCl3+3Ca(OH)2＝2Al本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提钛渣中氯元素的循环利用方法，其特征在于，所述方法包括步骤：将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出，得到第一滤渣和第一滤液，所述第一滤液中主要成分为氯化钙和氯化镁；利用含钛高炉渣低温氯化阶段产生余热将所述第一滤液蒸发浓缩得到第一滤液浓缩液；向所述第一滤液浓缩液中加氢氧化钠或氯化铝溶液使其中镁离子和铝离子完全沉淀生成氢氧化镁和氢氧化铝，洗涤过滤得到第二滤渣和第二滤液；向所述第二滤液中加入碳酸钠溶液使其中的Ca
2+
完全沉淀生成碳酸钙，过滤得到第三滤液和第三滤渣；利用含钛渣低温氯化产生的余热将所述第三滤液蒸发浓缩，得到第三滤液浓缩液；对所述第三滤液浓缩液进行电解，分别得到氢气、氯气和氢氧化钠溶液，所述氯气循环到含钛渣的低温氯化阶段作为氯原料。2.根据权利要求1所述的提钛渣中氯元素的循环利用方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：将所述第二滤渣用氢氧化钠溶解，过滤得到第四滤渣和第四滤液，所述第四滤渣主成分为氢氧化镁，所述第四滤液主成分为偏铝酸钠和氢氧化钠。3.根据权利要求1所述的提钛渣中氯元素的循环利用方法，其特征在于，所述将提钛渣水洗至其中可溶性氯离子完全溶出包括将提钛渣原渣经多次水浸、洗涤并过滤至第一滤渣中氯离子含量为0.5
‰
以下。4.根据权利要求1所述的提钛渣中氯元素的循环利用方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐颂，彭同江，孙红娟，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：