[发明专利]一种从含钛炉渣中制取富钛料的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种从含钛炉渣中制取富钛料的方法，特别是一种以直接炼铁法产出的含钛熔分渣为原料生产富钛料的工艺方法；属于钛资源回收利用技术领域。

背景技术

钛是重要的战略资源，广泛用于航空、航天、电子、电力、化工、环保和日常生活等领域。钛的资源十分丰富且分布很广，现已发现TiO₂含量大于1％的钛矿物就有140多种，但具有利用价值的只有少数几种矿物，主要是金红石和钛铁矿，其次是白钛石、锐钛矿和红钛铁矿，其它含钛矿物则需先制备成富钛料再冶炼成钛金属。

中国的钛资源储量十分丰富，但主要是钛铁矿资源，金红石矿甚少。中国的钛矿主要有三种类型，即钒钛磁铁矿、铁钛砂矿和金红石矿，而储量最多的是钒钛磁铁矿，由于钒钛磁铁矿中的钛很难提取，目前主要用作冶炼生产钢铁的铁矿石。攀枝花－西昌（攀西）地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿，已探明的二氧化钛的储量达3.8亿吨，占全国钛资源的90％以上，经选矿后约一半的钛进入磁选铁精矿中。以前磁选铁精矿经高炉熔炼后，铁精矿中的钛几乎全部进入高炉渣，形成富含TiO₂的富钛高炉渣，其TiO₂的含量约为21％－25％，目前该地区已累计产出高钛型高炉渣6000万吨，并且还以每年约300万吨的速度递增，主要采取渣场堆放的方式处理，部分高炉渣作为铺路用碎石及混凝土骨料。但是这些处理方式使得其中的钛无法回收利用，造成了钛资源的极大浪费。因此，无论从战略资源、环保要求还是经济效益考虑，开展高炉渣提取钛及相关的工艺技术研究都具有重要意义。此前对钒钛磁铁矿中钛的综合回收研究主要集中在高炉炼铁所产生的含钛高炉渣，由于含钛高炉渣中还含有硅、钙、钒、铝、硫等多种元素，使得钛的提取困难。近年来攀枝花地区开发出一种直接炼铁新工艺，采用该工艺冶炼攀枝花钒钛磁铁矿时产出的冶炼渣——含钛熔分渣具有TiO₂含量高和CaO含量低的特点，熔分渣中TiO₂含量高达30％－60％，CaO含量仅1％，这种含钛熔分渣可大大降低钛的回收难度。由于直接炼铁法系新开发的炼铁技术，在本发明的发明人完成本发明之前，从公开的文献中未检索到从钒钛磁铁矿直接炼铁法产出的含钛熔分渣生产富钛料的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺方法简单、操作方便、环境友好、经济效益显著、资源利用率高的从含钛炉渣中制取富钛料的方法。

本发明一种从含钛炉渣中制取富钛料的方法，包括下述工艺步骤：第一步：将TiO₂含量为30％～60％的含钛熔分渣球磨至50～300目，加入渣量10％～50％的Na₂CO₃、NaHCO₃或NaOH中的一种，混合均匀；第二步：将第一步所得混合物于900℃～1250℃焙烧2～10小时，随炉冷却；第三步：将第二步所得产物按固液体积比1：（5～10）加入浓度为1％～10％的HCl溶液，于50℃～100℃浸出2～10小时；第四步：将第三步所得混合物过滤，得滤液和滤渣；滤液经浓缩后返回循环使用；滤渣经300℃－450℃煅烧3－6小时后即得TiO₂品位大于90％的富钛料。

本发明中，所述熔分渣为直接炼铁法产出的炉渣，其中TiO₂含量高达30％～60％。

本发明第一步中，将含钛熔分渣球磨至50～300目后，粒径小于120目的不少于80％；加入渣量10％～50％的Na₂CO₃、NaHCO₃或NaOH中的一种，均匀混合0.5～3小时。

本发明第二步中，焙烧前对物料进行干燥以除去游离水。

本发明第二步中，所述焙烧过程中需对烟气进行收尘后排放。

本发明第三步中，所述第二步所得产物需球磨至50～300目。

本发明第四步中，所述滤渣需加水洗涤后干燥。

本发明第四步中，所述滤液经浓缩后，返回第三步循环使用。