[发明专利]从含钛矿物提取产物

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含钛矿物提取金属和盐的方法，且更确切地说，不过并非排他性地，从来源于炼铁工艺的熔渣提取二氧化钛和任选地其他化合物。

背景技术

有无数的当前不可经由经济上可行的方式回收有价值成分的矿物储备。此主要原因在于矿物储备内的此类成分级别过低，引起较大的流出物或副产物生成速率。

在制铁和制钢工艺期间作为副产物产生的熔渣是一种此类矿物质，其含有低等级的商业上有价值的组分，包括钛、铝和镁。在产生熔融的生铁期间，杂质以熔渣形式移出。对于一些沉积物，渣主要为钙钛矿(钛酸钙)且通常可含有20-40％二氧化钛。

已知的熔渣提取工艺聚焦于提取钛，归因于其在熔渣内具有最高浓度和最高价值。钛是用于多种商业应用(如生产油漆、纸、水泥和聚合物)的有价值的颜料。在熔渣中，钛以钙钛矿(一种钛-氧化钙结晶结构，从其回收很困难)形式存在。从钙钛矿提取钛的已知方法的实例包括使钙钛矿与碳在高温下在电炉中反应以产生碳化钛。碳化钛接着被氯化，产生四氯化钛。令人遗憾的是，此方法是能量密集型的，且所产生的碳化物具有极高熔点，其引起在炉中的操纵问题。

从钙钛矿提取钛的另一方法公开在CA1,052,581中。在此方法中，钙钛矿通过在1200℃下在硫化氢气体中焙烤来处理。这之后是沥滤以移除钙和硫化铁，留下呈氧化钛形式的钛。此方法的缺点是高温以及使用高度有毒气体。

即使对从矿物提取可售产物的方法作出微小改进，也可对此类方法的效率、且更确切地说商业可行性具有显著影响。以上详述的方法由于使用高温而在经济上低效，且这些方法仅提取钛。本发明的一个目的是提供一种从含钛矿物质提取产物的方法，或至少提供公众以有用的选择。

发明内容

本发明提供对在本领域中的需要的响应。本发明提供用于从含钛矿物提取有价值的产物的方法。

在第一方面中，本发明提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述方法包含：

a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；

b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；

c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；

d.过滤所述硫酸化悬浮液，产生包含至少硫酸氧钛的渗透液和包含不溶性残余物的滞留物；

e.使所述包含至少硫酸氧钛的渗透液与水接触，产生水解液体；

f.使所述硫酸氧钛水解；以及

g.从所述水解液体中分离水合二氧化钛，

其中所述至少一种其他产物选自由以下各者组成的群组：硫酸钙、二氧化硅、硫酸铝或硫酸镁。

在一些实施例中，水合二氧化钛通过过滤所述水解液体来分离，产生渗透液和包含水合二氧化钛的滞留物。在替代实施例中，水合二氧化钛通过所述沉淀物的离心和收集来分离。

在具体实施例中，不溶性残余物包含至少一种选自硫酸钙和二氧化硅的产物。

在具体实施例中，本发明提供从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛和大于10m％、大于15m％或大于20m％二氧化硅。在其他实施例中，本发明提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛和大于15m％、大于20m％或大于25m％氧化钙。

在一些实施例中，本发明提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料包含大于8m％、大于10m％、大于15m％、大于20m％或大于25m％二氧化钛、大于10m％、大于15m％或大于20m％二氧化硅和大于15m％、大于20m％或大于25m％氧化钙。

在一些实施例中，本发明提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和至少一种其他产物的方法，所述颗粒材料在微粒物质中包含在0.2与3.0之间、更优选地在0.3与2.5之间的二氧化钛比氧化钙(TiO₂∶CaO)的比率。

在具体实施例中，所述方法进一步包含使用浮选方法从所述不溶性残余物分离硫酸钙。

在一个实施例中，本发明提供一种从颗粒材料回收二氧化钛和硫酸铝的方法，所述方法包含：

a.使所述颗粒材料与硫酸接触且加热，形成硫酸化混合物；

b.将所述硫酸化混合物过滤，产生滤饼和包含硫酸的第一渗透液；

c.使所述滤饼与水接触，形成包含硫酸氧钛的硫酸化悬浮液；