[发明专利]一种高钛渣选择性浸出提质的方法

说明书

一种高钛渣选择性浸出提质的方法，按以下步骤进行：(1)将高钛渣破碎后与氢氧化钠溶液置于高压釜中；(2)向高压釜内通入氧气，升温搅拌保温完成碱浸；(3)碱浸后的物料过滤分离，碱浸产物水洗后制成碱浸渣料；(4)碱浸渣料与盐酸置于高压釜中，添加晶种，升温搅拌保温完成酸浸；(5)酸浸后的物料过滤分离，酸浸产物水洗烘干获得高纯二氧化钛。本发明的方法能够实现资源的循环利用，不产生工业废水、废渣，实现绿色生产。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种高钛渣选择性浸出提质的方法。

背景技术

我国的钛铁矿多数都用于硫酸法生产钛白粉原料，只有很少一部分加工成富钛料；高钛渣作为氯化法生产钛白粉、四氯化钛和海绵钛的生产原料，随着海绵钛、钛基合金和氯化钛白的广泛应用，使得国内对于高品质钛渣即富钛料的需求越来越高；受制于我国钛矿品味普遍不高，且其中的杂质含量和种类较多，提纯比较困难，国内至今没有实现工业化生产；我国现生产的高钛渣品位过较低，最高仅能达到94％左右，尤其是其中的硅、铁、锰、钙、镁等杂质含量与发达国家所产钛渣存在明显差距；目前，还无法生产UGS品位的高品质钛渣，严重制约了我国钛白、海绵钛工业发展；而现有的高品质高钛渣生产方法存在工艺复杂、流程长、焙烧预处理能耗高以及污染大等缺陷，因此开发一种低能耗高品质高钛渣绿色清洁提质方法是十分必要的，也是关系到我国钛工业可持续发展的关键。

目前，提升钛渣品味获得高品质钛渣的方法有电热法、焙烧预处理两步浸出法(UGS渣)、盐酸浸出法、硫酸浸出法及碱浸出法；电热法是一种成熟的方法，工艺比较简单，不产生固体及液体废料，但电热法属于高温冶炼，其主要脱去硫、磷、碳，能耗较高并有大量低价钛生成；焙烧预处理两步浸出法，先进行钠化焙烧改变钛渣的物相组成，再通过盐酸加压浸出可以选择性的去除其中的杂质，但除硅效果不明显；硫酸法、盐酸浸出法主要针对酸溶性钛渣，脱硅能力不强，反应时间长，加压浸出设备投资大；碱浸出法主要包括中国科学院过程工程研究所提出的“亚溶盐钛清洁冶金新工艺”，该研究提出以高钛渣为原料，采用钠碱熔盐法制备富钛料；其工艺步骤是将钛渣与钠碱混合，在常压、低温下使钛渣与钠碱发生熔盐反应，高效选择性地将钛渣中的钛转化为钛酸盐，钛酸盐经过水解沉淀，铁、钙、镁等杂质组分不与钠碱发生反应留在非钛渣相中，实现Ti与其它杂质的有效分离，但存在耗碱量过大，对设备要求很高，及后期分离困难等问题；申请号201510250414.4的专利提出以微波作为加热方式，对酸溶性钛渣改性处理、酸性除杂、煅烧达到氯化法生产钛白的要求，但该方法需要配备微波反应器，对设备投资较大；在对高钛渣改性处理过程中需添加一种或多种选自碳酸钠、氢氧化钠、五氧化二磷、磷酸钠或磷酸二氢铰的改性剂，引入多种杂质，对后续提质带来困难；该方法使用硫酸作为酸浸液，会对后续废酸回收造成困难，污染环境；同时煅烧过程需加热到900～1000℃对设备的要求较高，能耗较大；申请号201510879416.X的专利公开了一种三段法制备高品质钛渣工艺，该工艺包括钛渣改性，加压酸浸并制粒，经球磨、焙烧、过滤洗涤，再进行加压酸浸，与粘结剂混匀后微波干燥制得高品质高钛渣；该工艺操作程序复杂，设备要求较高，添加改性剂会引入其他杂质，对提质工艺制成影响；申请号201410387332.X的专利公开了一种清洁型钛渣酸解制备锐钛矿型二氧化钛的方法；该方法使用常用钛渣为原料与氢氧化钠混合焙烧后使用硫酸酸解，并经水解得到偏钛酸沉淀，焙烧后得到高品质锐钛矿型二氧化钛，过程需要反复焙烧处理消耗大量能源，酸解用15～55％硫酸对设备侵蚀较为严重，且后续废酸不好处理，对环境危害较大。

发明内容

针对现有高钛渣除杂提质工艺上存在的上述不足，本发明提供一种高钛渣选择性浸出提质的方法，先采用富氧高压碱浸，再温和酸浸除杂提质的绿色新工艺，减少能源消耗，有效的降低浸出过程的酸碱浓度，并加以回收实现资源的循环利用，同时改善设备工作条件延长使用寿命，制备出符合海绵钛、钛白粉生产的优质高纯高钛渣原料。

本发明的方法按以下步骤进行：