含钛高炉渣的综合利用方法技术

本发明专利技术涉及含钛高炉渣的综合利用方法，属于化学工业技术领域。本发明专利技术的目的在于为了提高含钛高炉渣的综合利用价值，充分利用资源并排除安全隐患和环境污染。本发明专利技术由以下步骤完成：a酸浸；b步骤：a酸浸后的物料加水进行水浸取，过滤；c步骤：b过滤后的滤饼1水洗、干燥得到富钛产品；d步骤：b过滤后的滤液1调节pH＝6-7，过滤；e步骤：d过滤后的滤饼2洗涤、净化后得到氢氧化铝产品；f步骤：d过滤后的滤液2调节pH≥12，过滤；g步骤：f过滤后的滤饼3洗涤煅烧得到氧化镁产品；h步骤：f过滤后的滤液3蒸发浓缩后过滤；i步骤：h过滤后的滤饼4离心甩干得到二氯化钙产品。采用本发明专利技术方法处理速度快、副产品丰富，使含钛高炉渣所含金属全部得到利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于化学工业

技术介绍
钛在自然界分布很广，约占地壳总重量的0.61%。我国四川攀枝花地区蕴藏有丰富的钛矿床，是我国钛资源的重要产地。钛金属主要用于航空工业，其特点是硬度大、质量轻、耐热、抗腐蚀。化学性质不太活拨，化合价主要有二、三、四价，其中四价钛最为稳定，代表性氧化物是二氧化钛(TiO2)，系白色难溶物，且具有显著的两性性质。含钛高炉渣主要来源于四川攀枝花钒钛磁铁矿，该铁矿经选矿、冶炼后，约50%的钛进入高炉冶炼渣中，形成含钛量约20%的含钛高炉渣。既不能作为富钛矿售出(工业使用要求达到TiA彡35% )，又不能作为水泥添加剂售出(建渣要求TiA ( )，从而形成固体工业废物大量堆积露天场所。随着攀枝花钒钛磁铁矿的不断开采，这类高炉渣已累计达到8000多万吨，并以每年2 300万吨速度在不断增加。为解决这类矿渣的污染和资源综合利用，生产企业和科研院所都进行了大量的研究，主要成果集中在⑴用作建筑材料，如生产矿渣水泥、混凝土、瓷砖、微晶玻璃等，这类技术虽然可以大量消耗含钛高炉渣， 但由于含钛量太高，产品质量难于达到国家标准，且由于当地市场容量小，外运成本高等因素，严重制约了这类矿渣处理技术的推广应用；( 制取含钛合金，如硅热法冶炼生产硅钛含金，熔融电解法制备硅钛铝含金，这类技术处理高炉渣量有限，则耗电量大，生产成本高， 难以获得经济效益；C3)湿法冶金制取钛化物，如采用硫酸法制取钛白粉，用硫酸法提取含钛高炉渣中的铝、钛、钪，用硫酸铵脱硫法制取氧化铝，酸解液脱铝后制取人造金红石等，这类工艺工艺路线复杂，产品单一，无经济效益可言，且生产中大量使用酸和氯气，带来严重的环境问题。由上可见，目前的含钛高炉渣处理技术普遍存在着经济效益差的问题。目前使用湿法冶金工艺处理含钛高炉渣通常都是硫酸法。该法硫酸用量很大，约为高炉渣中含钛量的5倍，并由此引发许多问题1.硫酸耗量太大，生产成本过高，消耗与产出不能平衡，无经济效益可言；2.钛的浸出率偏低(约80%)，是处理后的高炉渣仍含有较高的钛，不能用作水泥生产原料，造成大量固体废物的堆积；3.由于含钛高炉渣中含钙量高，硫酸浸渣后产生大量硫酸钙副产品，无工业利用价值，并形成固体废物的二次污染； 4.硫酸浸取高炉渣时，将产生大量的甲烷和硫化氢毒气，危害操作人员的身体健康，污染周边环境；5.大量高浓度硫酸的使用对处理设备要求高，投资大。为此，我们研发了本盐酸处理工艺，对含钛高炉渣中主要组分进行全面回收，这样既能实现资源的综合利用，获得可观的经济效益，又能充分利用添加的各种酸及辅料，实现零排放的清洁生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了提高含钛高炉渣的综合利用价值，充分利用资源并排除安全隐患和环境污染。本专利技术的技术方案本专利技术所述含钛高炉渣的主要化学成分有1102、5102、010、1%0、全铁^1203、妝20、 K20、MnO、P2O5。本专利技术由以下步骤完成a、采用盐酸浸取含钛高炉渣，盐酸的用量按含钛高炉渣中阳离子含量计量投入， 钙、镁、铝、钠、钾等金属离子大部分进入溶液，反应结束后，浸取液PH在2-3之间，利于用后续工艺分离、提取氢氧化铝和氢氧化镁产品；b、步骤a酸浸后的物料(固液混合物料)加水进行水浸取，过滤；水浸取的目的是进一步将钙、镁、铝、钠、钾等金属离子进入溶液。C、步骤b过滤后的滤饼水洗、干燥得到富钛产品；d、步骤b过滤后的滤液调节pH = 6-7，过滤；e、步骤d过滤后的滤饼洗涤、净化后得到氢氧化铝产品；f、步骤d过滤后的滤液调节pH彡12，过滤；g、步骤f过滤后的滤饼洗涤煅烧得到氧化镁产品；h、步骤f过滤后的滤液蒸发浓缩后过滤；i、步骤h过滤后的滤饼离心甩干得到二氯化钙产品。上述步骤中，步骤h过滤后的滤液可作为b步骤水浸取用水循环使用；同时，步骤 c滤饼水洗后的洗水液可以作为b步骤水浸取用水循环使用。增浸剂加入时间在酸浸取或水浸取时加入可溶性氯化物为增浸剂，增浸剂的加入量为高炉渣的0.8-1. 2% (1%为佳)。试验表明，增浸剂在水浸取时加入，效果最好。 增浸剂是氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物，直接使用工业级产品即可。进一步地，步骤a中盐酸用量为含钛高炉渣固体的重量与盐酸液体的体积比S(g) L(mL)l 1.8-2. 2为佳，盐酸用量过少，影响CaO、MgO等的浸取，盐酸用量过多，TiO2损失较多。经过多次试验表明，盐酸用量以1 2为最好，此时浸液中TiO2损失率不到1%，几乎100%浸取，Al2O3浸取也高达87%。含钛高炉渣与盐酸反应剧烈，极短时间内反应即可完成。因此酸解时间不宜过长， 以酸解时间10 30min为宜，超过30min，钛的浸取率会下降，小于lOmin，反应不完全，而且钛的浸取率也下降。步骤b中水浸取的加水量以固液重量体积比(S(g) L(mL))以1 4. 5-5. 5为宜，1 5为最佳。水量过多，不利于后续钙、镁、铝产品的提取，水量过小，浸取液粘度增大， 不利于固液分离。水浸取时间以9-12为佳，以IOmin为最佳。超过lOmin，钛的浸取率会下降，小于 IOmin,反应不完全，而且钛的浸取率也下降。本专利技术采用多效分离剂生石灰进行分离。步骤d调节酸碱度采用生石灰调节至pH =6-7。步骤f调节酸碱度采用生石灰调节至pH至pH彡12。本专利技术工艺特点1.处理速度快，酸解15min，水浸lOmin，即可实现固液分离，因此日处理量大。2.工艺设计在常温常压下操作，能耗低，安全性能高。3.使用自行研发的增浸剂，使含钛高炉渣含钛量易达到富钛渣标准。4.副产品丰富，使含钛高炉渣所含金属几乎得到全部利用。5.工艺没有废渣和废液的排放，基本达到污染零排放要求。6.工艺所需设备简单，建厂投资小，速度快。附图说明图1是本专利技术含钛高炉渣的综合利用工艺流程图具体实施例方式以下采用具体实施例的方式对本专利技术做进一步详述，但不应理解为是对本专利技术的限制。以下实施例所采用的含钛高炉渣经化学全分析及X-荧光光谱分析，含钛高炉渣的化学成分见表1。表1含钛高炉渣的主要化学成分化学成分 TiO2 SiO2 CaO MgO 全铁 Al2O3 Na2O K2O MnO P2O5 含量(％) 20.24 25.49 24.98 7.51 3.60 17.36 0.62 0.54 0.41 0.21由表1可见，含钛高炉渣中主要有价金属是钛、铝、镁、钙，实施综合利用的意义很大；分布最大的氧化钙，若能生产二氯化钙最好，易售、价高；其次二氧化钛可考虑在低成本条件下将其富集至35%，以富钛矿售出进行钛产品的再生产；三氧化二铝的含量大于 10%，可通过固液分离后简单调节酸碱度获得氢氧化铝；氧化镁的含量7. 51%，也具有综合利用价值，可通过提铝后的母液继续调节酸碱度获得氢氧化镁沉淀，再经煅烧获得轻质氧化镁，最后剩余的母液主要含二氯化钙，经蒸发浓缩得到工业级产品。整个工艺路线如图 1。1、酸解时间的筛选酸解是为了有效分解含钛高炉渣中的盐进入溶液，同时尽量使钛保留在含钛高炉渣中，达到分离富集的目的。根据金属活泼性的顺序，盐酸应率先分解氧化镁。其次是氧化钙和氧化铝，最后是氧化钛。酸解时间不易过长，否则钛损失量极大。为此进行了酸解不同时间的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．含钛高炉渣的综合利用方法，其特征在于由以下步骤完成：ａ、酸浸：采用盐酸浸取含钛高炉渣；ｂ、水浸：步骤ａ酸浸后的物料加水进行水浸取，过滤；ｃ、滤饼１处理：步骤ｂ过滤后的滤饼１水洗、干燥得到富钛产品；ｄ、滤液１处理：步骤ｂ过滤后的滤液１调节ｐＨ＝６－７，过滤；ｅ、滤饼２处理：步骤ｄ过滤后的滤饼２洗涤、净化后得到氢氧化铝产品；ｆ、滤液２处理：步骤ｄ过滤后的滤液２调节ｐＨ≥１２，过滤；ｇ、滤饼３处理：步骤ｆ过滤后的滤饼３洗涤煅烧得到氧化镁产品；ｈ、滤液３处理：步骤ｆ过滤后的滤液３蒸发浓缩后过滤；ｉ、滤饼４处理：步骤ｈ过滤后的滤饼４离心甩干得到二氯化钙产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏庆平，龙小玲，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：90