【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工与环保领域，具体涉及一种基于机械化学法钒钛渣中金属选择性浸出的方法。
技术介绍
1、钒钛矿渣的化学成分与普通高炉矿渣相似，主要为cao、sio2、al2o3、mgo等，不同的是其tio2含量高。钒钛矿渣的矿物组成以钛辉石、无水硬活性的钙钛矿、巴依石、尖晶石等晶体矿物为主，形成玻璃态成分的量显著减少。
2、建材领域可以大量利用废渣，符合钒钛矿渣的处理利用现状，目前钒钛渣的几种代表性等综合利用方式主要有：水泥混合材、混凝土粗细骨料、矿渣复合微粉、矿渣砌块、矿渣砖、矿渣陶瓷等。钒钛渣在建材领域的应用虽然取得了一定的进展，但这些应用所产生等经济附加值不高，且未考虑到钒钛渣中金属组分的回收利用，如未考虑回收渣中的钒钛资源，造成钒钛资源浪费。寻求新的利用方法仍然是钒钛矿渣综合利用研究的主要方向之一。
3、钒钛渣中tio2弥散分布于矿渣中，很难分离出来。钒钛渣中硅酸盐固体与其他固溶体相相互包裹，难以采用直接盐酸浸出法出去。为了获得钒钛渣中的有价金属，比如钒，已经有较多的研究。钒钛渣提钒的工艺较多，主要有3类：焙烧—浸出提钒、直接浸出提钒和其它提钒工艺。其中焙烧—浸出提钒根据所加盐的种类不同又可细分为钠化焙烧、钙化焙烧，其他焙烧提钒方式还包括降钙焙烧-浸出提钒、无盐焙烧-浸出提钒等。直接浸出是指取消焙烧这一工序，完全用湿法提钒，主要包括直接酸浸和直接碱浸。其他提钒方式如微生物浸出等。
4、现有提钒工艺中钠化焙烧—浸出和钙化焙烧—浸出均已实现产业化生产，但钒的回收率不高，容易产生二次污染；而直
技术实现思路
1、至少为解决以上技术问题之一，本专利技术提供一种基于机械化学法钒钛渣中金属选择性浸出的方法，能在常温常压条件且操作条件温和的环境下进行钒钛渣中金属的浸出，还可以根据钒钛渣中金属组分的不同选择浸出相应金属。
2、一种钒钛渣中金属选择性浸出的方法，包括：
3、1)将钒钛渣颗粒与化学药剂及助磨剂混合后进行球磨；使球磨后的物料粒径小于或等于0.2mm；
4、所述助磨剂选自可溶性钠盐或钙盐中的一种或几种的组合；
5、所述化学药剂选自有机酸钠、有机酸钾、固体有机酸中的一种或几种的组合；
6、2)将球磨后的物料用浸出液进行浸出。
7、在一些实施例，所述球磨时，物料填充率为25-85％，优选35-75％。
8、在一些实施例，所述球磨时，球磨球直径为0.1cm-5cm，优选为0.1-2cm。
9、在一些实施例，所述球磨时，球磨机转速为50-800转/分，优选为100-500转/分。
10、在一些实施例，所述球磨的时间为20-60分钟。
11、通过控制上述球磨条件(即填充率、球磨球直径、转速及时间)，可以获得理想的球磨后物料粒径，从而显著提高钒钛渣中金属的浸出率，缩短浸出时间，更有利于金属浸出。
12、本专利技术方法还可以根据钒钛渣中不同金属的组成成分，通过添加不同化学药剂并调整球磨机运行参数的方式，可以实现一些金属组分的优先浸出，利于后续金属组分的针对性提取利用以及尾渣的进一步利用。
13、在一些实施例，所述助磨剂选自氯化钠、氯化钙、硫酸钠、碳酸钠中的一种或几种的组合。
14、在一些实施例，所述化学药剂选自乙酸钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、乙酸钾、草酸钠、草酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸氢钠﹑酒石酸氢钾、酒石酸钾钠、丁二酸一钠、硬脂酸钠、硬脂酸钾、草酸、丁二酸、酒石酸、硬脂酸和乙二胺四乙酸中的一种或几种的组合。
15、本专利技术发现，选用这些化学药剂可以显著提高金属的浸出率，缩短浸出时间，更有利于金属浸出。
16、在一些实施例，所述化学药剂的添加量为总物料质量的0.01％-20％，优选为0.01％-10％，例如1％-10％或5％-7％。
17、在一些具体实施例，所述助磨剂为氯化钠，添加量为总物料质量的0.02％；化学药剂为乙酸钠，添加量为总物料质量的5％。
18、在一些具体实施例，所述助磨剂为氯化钙，添加量为总物料质量的0.03％；化学药剂为柠檬酸，添加量为总物料质量的5％。
19、在一些具体实施例，所述助磨剂为氯化钙，添加量为总物料质量的0.04％；化学药剂为乙二胺四乙酸二钠，添加量为总物料质量的7％。
20、在一些实施例，所述浸出液选自硫酸溶液、盐酸溶液、硫酸盐酸混合溶液中的一种；所述浸出液ph值范围为0-6，优选为1-5。
21、在一些实施例，在所述浸出时，浸出液与混合物料的液固比为1-10l/kg，优选为1.5-5l/kg。
22、在一些实施例，在所述浸出时，还包括搅拌的步骤，具体可采用机械搅拌或磁力搅拌。
23、在一些实施例，在所述浸出的时间为为1-30min，例如2-10min。
24、在一些实施例，还在步骤2)之后包括固液分离得到浸出液的步骤。
25、在一些实施例，所述钒钛渣颗粒的粒径小于或等于0.3cm，例如粒径小于或等于0.2cm。
26、研究发现，该粒径范围的钒钛渣颗粒可以提高化学药剂与钒钛渣的接触面积，增强球磨时机械化学处理效率，活化金属组分。
27、在一些实施例，固液分离后的滤液用于后续金属提取，滤渣送至其他处置单元。
28、在一些实施例，以重量百分比计，所述钒钛渣中含有cao 18-35％、sio2 11-35％、al2o3 12-18％、mgo 6-12％、tio2 5-30％，v2o5 0.01-2％，mno 0.5-1.5％，fe2o3 0.2-2％。例如，以重量百分比计，所述钒钛渣中含有cao 28.7％、sio2 28.5％、al2o3 14.5％、mgo11.4％、tio2 11.2％，v2o5 0.25％，mno 0.67％，fe2o3 0.87％。
29、本专利技术针对现有钒钛渣中金属浸出过程中存在的一些局限性，提供一种常温常压且操作条件温和环境下使用的钒钛渣中金属选择性浸出的方法，可以根据钒钛渣中不同金属的组成成分，通过添加不同化学药剂并调整球磨机运行参数的方式来选择性浸出钒钛渣中的金属，避免了高温焙烧，不仅可以减少金属提取过程中的环境风险，还能对对之前已有的金属提取技术进行有效的补充。
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1.一种钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述球磨时，物料填充率为25-85％，优选35-75％；和/或，
3.根据权利要求1或2所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述助磨剂选自氯化钠、氯化钙、硫酸钠、碳酸钠中的一种或几种的组合；
4.根据权利要求1-3任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述化学药剂选自乙酸钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、乙酸钾、草酸钠、草酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸氢钠、酒石酸氢钾、酒石酸钾钠、丁二酸一钠、硬脂酸钠、硬脂酸钾、草酸、丁二酸、酒石酸、硬脂酸和乙二胺四乙酸中的一种或几种的组合；
5.根据权利要求1-4任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述浸出液选自硫酸溶液、盐酸溶液、硫酸盐酸混合溶液中的一种；所述浸出液pH值范围为0-6，优选为1-5。
6.根据权利要求1-5任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，在所述浸出时，浸出液与混合物料的液固比为1-10L/k
7.根据权利要求1-6任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，在所述浸出的时间为为1-30min，例如2-10min。
8.根据权利要求1-7任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述钒钛渣颗粒的粒径小于或等于0.3cm。
9.根据权利要求1-8任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述钒钛渣颗粒的粒径小于或等于0.2cm。
10.根据权利要求1-9任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，以重量百分比计，所述钒钛渣中含有CaO 18-35％、SiO2 11-35％、Al2O3 12-18％、MgO 6-12％、TiO2 5-30％，V2O5 0.01-2％，MnO 0.5-1.5％，Fe2O3 0.2-2％。
...【技术特征摘要】
1.一种钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述球磨时，物料填充率为25-85％，优选35-75％；和/或，
3.根据权利要求1或2所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述助磨剂选自氯化钠、氯化钙、硫酸钠、碳酸钠中的一种或几种的组合；
4.根据权利要求1-3任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述化学药剂选自乙酸钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、乙酸钾、草酸钠、草酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸氢钠、酒石酸氢钾、酒石酸钾钠、丁二酸一钠、硬脂酸钠、硬脂酸钾、草酸、丁二酸、酒石酸、硬脂酸和乙二胺四乙酸中的一种或几种的组合；
5.根据权利要求1-4任一项所述钒钛渣中金属选择性浸出的方法，其特征在于，所述浸出液选自硫酸溶液、盐酸溶液、硫酸盐酸混合溶液中的一种；所述浸出液ph值范围为0-6，优选为1-5。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：李寅明，张洪硕，李泽严，韩晓宁，杜孟威，
申请(专利权)人：北京建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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