一种含钛高炉渣处理方法技术

本发明专利技术属于工业固体废弃物利用领域，具体公开了一种含钛高炉渣处理方法，具体包括以下步骤：将含钛高炉渣与浓硫酸混合，得到待焙烧物料；在80℃~380℃条件下对待焙烧物料进行焙烧，得到焙烧渣；将稀酸和/或硫酸盐溶液与焙烧渣混合后浸取，过滤，得到含Ti、Al、Mg组分的混合浸取溶液。本发明专利技术工艺简单、效率高，可以改善反应料浆过滤效率。反应料浆过滤效率。反应料浆过滤效率。

【技术实现步骤摘要】
一种含钛高炉渣处理方法


[0001]本专利技术涉及工业固体废弃物利用领域，具体涉及一种含钛高炉渣处理方法。

技术介绍

[0002]含钛高炉渣是钒钛磁铁矿通过高炉冶炼后产生的工业固体废弃物，传统采用硫酸浸取对其进行处理可以同时将Ti、Al、Mg等多种有价组分转移到液相中，然后通过过滤的方式实现有价组分的提取分离。上述方法操作简单、助剂用量少，是含钛高炉渣资源化处理中前景较好的工艺之一，但此工艺在反应后浸取料浆会呈现粘稠的状态，严重影响到液固相的过滤分离效率，导致在后续过滤中不得不采用抽滤或压滤的方式，这增加了工业能耗。
[0003]因此，针对现有硫酸浸取法处理含钛高炉渣工艺中存在的不足，本领域亟需提出一种含钛高炉渣处理方法，以解决现有技术的缺陷和限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种含钛高炉渣处理方法，其工艺简单、效率高，还可以改善反应料浆过滤效率，有利于液相的滤出。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案为：一种含钛高炉渣处理方法，具体包括以下步骤：将含钛高炉渣与浓硫酸混合，得到待焙烧物料；在80℃～380℃条件下对待焙烧物料进行焙烧，得到焙烧渣；将焙烧渣与非晶格阳离子溶液混合后浸取，过滤，得到含Ti、Al、Mg组分的混合浸取溶液。
[0006]上述含钛高炉渣是指在矿物冶炼过程中含有钛元素的渣，本专利技术的提取方法尤其适用于高钛高炉渣，其中，高钛高炉渣是指通过钒钛磁铁矿经“高炉冶炼”工艺处理后产生的尾渣。本专利技术的方法不仅仅适用于高钛高炉渣，其对含有钛、镁、铝组分的渣均可适用。
[0007]本专利技术采用的原理在于：现有采用硫酸直接浸取含钛高炉渣的工艺造成浸取料浆呈粘稠状态的主要原因是反应过程中生成了二水硫酸钙，二水硫酸钙的结合水含量高、晶粒尺寸分布不均、晶型呈板状结构，导致其在过滤过程中容易堆叠在一起，相互间严密无缝隙，不利于液相的滤出。
[0008]本专利技术是针对传统只采取硫酸溶液浸取含钛高炉渣提取有价组分方式进行的改进，先采用浓硫酸低温焙烧的方式与含钛高炉渣中有价组分Ti、Al、Mg反应，活化生成相应的可溶性盐类，高温条件下避免生成含有结晶水的二水硫酸钙，本专利技术的含钙产物主要为片状无水硫酸钙，即
Ⅱ‑
硬石膏；然后焙烧渣通过非晶格阳离子溶液浸取的方式提取分离出有价组分。本专利技术中非晶格阳离子的定义为：除了硫酸钙晶体结晶体系中Ca
2+
之外的所有阳离子都称之为非晶格阳离子。在本专利技术工艺中，与焙烧渣进行混合浸取的非晶格阳离子溶液选用稀硫酸或者硫酸盐溶液，其中硫酸盐溶液的选择范围包括除Ca
2+
以外的所有金属阳离子构成的可溶性硫酸盐，考虑到最好不要向反应体系中引入其它杂质离子，又因Al
3+
和
Mg
2+
在含钛高炉渣中原本就存在，所以本专利技术的硫酸盐优选硫酸镁或硫酸铝。
[0009]浸取过程中H
+
、Mg
2+
、Al
3+
的可控加入可阻止
Ⅱ‑
硬石膏向石膏的转化（本专利技术所指的
Ⅱ‑
硬石膏为无水硫酸钙，石膏为二水硫酸钙），在此反应条件下不会生成石膏，反应结束后浸取料浆未成胶状，液固可实现自然沉降分离，进一步提高了硫酸法处理含钛高炉渣体系的过滤效率。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术采用浓硫酸低温焙烧含钛高炉渣的方式来活化Ti、Mg、Al组分，稀硫酸和/或硫酸盐溶液浸取的方式提取Ti、Mg、Al组分，其工艺简单、流程短、组分提取效率高，有利于工业推广；（2）本专利技术采用的低温焙烧方法，能耗较低，且焙烧温度未达到焙烧助剂浓硫酸的分解温度，反应过程不产生SO2气体，对环境影响较小；（3）本专利技术采用先焙烧后浸取的方法提取Ti、Mg、Al组分，焙烧过程及浸取过程中加入的助剂量少，相对于传统直接采用硫酸溶液浸取含钛高炉渣以提取有价组分的方法，本专利技术避免了因使用过量反应助剂造成的资源浪费与残留酸液对环境的污染问题；（4）本专利技术中经焙烧处理后的含钛高炉渣，渣中Ca组分与稀硫酸生成小尺寸的片状无水硫酸钙，即
Ⅱ‑
硬石膏，然后经非晶格阳离子溶液浸取后
Ⅱ‑
硬石膏的结构不发生改变，也不会生成大尺寸和板状结构的石膏，故浸取料浆未成胶状形式，可自由沉降分层，大大改善了反应料浆的过滤效率，有利于液相的滤出。
附图说明
[0011]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。
[0012]图1是本专利技术含钛高炉渣处理方法的流程示意图。
[0013]图2是去离子水及不同浓度硫酸浸取焙烧渣后所获浸取料浆的过滤性能图。
[0014]图3是去离子水浸取焙烧渣后浸取产物的微观结构示意图。
[0015]图4是稀硫酸浸取焙烧渣后浸取产物的微观结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本专利技术提供了一种含钛高炉渣处理方法，在本专利技术的一种含钛高炉渣处理方法的一个示例性实施例中，可以包括以下步骤：步骤S1，高温酸解；将含钛高炉渣与浓硫酸混合，得到待焙烧物料，然后在80℃～380℃条件下对待焙烧物料进行焙烧，以对Ti、Mg、Al组分的活化，得到焙烧渣，完成高温酸解过程。
[0018]在升温至80℃～380℃进行焙烧可达到以下效果：（1）可以保证Ti、Mg、Al组分皆能最大效率活化；（2）对于浓硫酸而言，温度太高会导致其分解产生SO2气体，分解速率随温度升高而增大，这会影响化学反应的充分性以及对环境造成污染；温度低于80℃，会造成活化效率低，活化不充分。
[0019]（3）采用焙烧的方式促进硫酸与含钛高炉渣发生反应，使反应过程中的产生的H2O很快蒸发，故避免了石膏的产生。优选地，在步骤S1中，升温至100℃～150℃进行焙烧，在该温度下，能够保证活化效率的同时，确保活化更为充分。
[0020]进一步地，含钛高炉渣与浓硫酸的质量配比可以为1:（0.1～10）。含钛高炉渣与浓硫酸的质量配比为1:（0.1～10）可保证含钛高炉渣中的元素均能够和浓硫酸反应；优选地，含钛高炉渣与浓硫酸的质量配比为1:（1～2）；更优选地，含钛高炉渣与浓硫酸的质量配比为1:1.5，在更优选的配比下，既能保证含钛高炉渣中的元素完全反应，又能最大程度节省原材料。
[0021]进一步地，在进行高温酸解之前，为了使含钛高炉渣与浓硫酸混合更加均匀，还包括对含钛高炉渣进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含钛高炉渣处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将含钛高炉渣与浓硫酸混合，得到待焙烧物料；在80℃～380℃条件下对待焙烧物料进行焙烧，得到焙烧渣；将焙烧渣与非晶格阳离子溶液混合后浸取，过滤，得到含Ti、Al、Mg组分的混合浸取溶液。2.根据权利要求1所述的含钛高炉渣处理方法，其特征在于，含钛高炉渣与浓硫酸的质量配比为1:（0.1～10）。3.根据权利要求1或2所示的含钛高炉渣处理方法，其特征在于，将含钛高炉渣与浓硫酸混合之前还包括将含钛高炉渣粉磨，分级后使其80%以上的颗粒尺寸满足30μm~200μm。4.根据权利要求1或2所述的含钛高炉渣处理方法，其特征在于，焙烧时...

【专利技术属性】
技术研发人员：何思祺，刘泉，王岩，陈莉，
申请(专利权)人：绵阳师范学院，
类型：发明
国别省市：