[发明专利]一种含钛高炉渣制备钛白原料的工艺

说明书

本发明涉及一种含钛高炉渣制备钛白原料的工艺，包括：步骤1、以含钛高炉渣、碳质还原剂及钠化剂为原料制备含碳复合球团；步骤2、将含碳复合球团进行钠化处理，得到钠化渣；步骤3、将钠化渣进行破碎研磨后水解，得到水解渣和第一滤液；步骤4、使用稀酸对水解渣进行酸浸，得到含钛液和第一过滤渣；使用熟石灰对第一滤液进行处理得到第二滤液；步骤5、对含钛液进行沸腾水解，得到废酸和第二过滤渣，对第二过滤渣进行煅烧，得到钛白原料。本发明采用碳热钠化工艺处理含钛高炉渣，将钙钛矿转变为钛酸钠，经水解处理后转变为可溶于稀酸的不定形钛酸以及可循环利用的钠盐，有效利用钛白企业废酸，含钛液水解废酸可循环利用，且不产生废酸排放。

技术领域

本发明涉及冶金固废综合利用技术领域，尤其涉及一种含钛高炉渣制备钛白原料的工艺。

背景技术

中国钛资源90％以上分布在攀西地区，主要以钒钛磁铁矿的形态存在，保有储量达到10亿吨以上。钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，选矿后约50％的钛、70％的铁与钒进入铁精矿，之后主要经高炉流程回收含钒铁水，含钛高炉渣由于钛品位较低(约20％)，限制了钛回收利用的经济性，含钛高炉渣没有得到有效利用，采取堆存处理，造成钛资源的大量损失，同时土地侵占和环境问题日益严重。据统计，攀钢含钛高炉渣堆存量接近7000万吨，且每年增加量约为300万吨，保有量和产生量都十分巨大。

采用传统的硫酸法处理含钛高炉渣时，存在酸耗大、废酸排放量大的问题，经济上不合算、环保压力大。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种含钛高炉渣制备钛白原料的工艺，用以解决现有硫酸法处理含钛高炉渣时存在的酸耗大、废酸排放量大且对环境造成影响的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种含钛高炉渣制备钛白原料的工艺，包括以下步骤：

步骤1、以含钛高炉渣、碳质还原剂及钠化剂为原料制备含碳复合球团；

步骤2、将含碳复合球团进行钠化处理，得到钠化渣；

步骤3、将钠化渣进行破碎、研磨后水解，得到水解渣和第一滤液；

步骤4、使用稀酸对水解渣进行酸解，得到含钛液和第一过滤渣；使用熟石灰对第一滤液进行处理后得到第二滤液；

步骤5、对含钛液进行沸腾水解，得到废酸和第二过滤渣，对第二过滤渣进行煅烧，得到钛白原料。

本发明有益效果如下：本发明通过含钛高炉渣制备钛白原料，钠化剂和碳质还原剂同时加入，可以显著提高钛的钠化率；钠化剂循环通过碳酸氢钠饱和析出得到，大大降低了钠化剂的循环成本；水解渣经酸浸、水解两步法处理可直接得到钛白原料，不受原料成分限制。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述步骤1中，所述钠化剂与所述含钛高炉渣中酸性氧化物的摩尔比为1～1.5，所述含钛高炉渣中酸性氧化物为氧化钛、氧化硅和氧化铝的混合物。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明选择上述摩尔比能够保证酸性氧化物最大化转化为相应的钠盐，水解过程中去除硅、铝可溶杂质，同时，钛水解形成钛酸，为后期的稀酸溶解制备钛白原料提供基础。

进一步，所述步骤1中，所述碳质还原剂与钠化剂的摩尔比为1～1.2。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明将传统钛的钠化过程转化为碳热钠化过程，提高钛的钠化率。

进一步的，所述碳质还原剂为煤粉、焦粉或石墨粉中的至少一种；所述钠化剂为Na₂CO₃或NaHCO₃中的至少一种。