[发明专利]一种利用含钛渣制备金属钛或钛白的方法

说明书

本发明涉及一种利用含钛渣制备金属钛或钛白的方法，属于金属资源利用技术领域。将硅物料、含钛渣和添加剂一起进行还原熔炼，得到硅合金和废渣；将得到的研磨成粉末，经酸洗、过滤后得到硅粉和含钛酸溶液；将含钛酸溶液经沉淀和过滤后得到含钛沉淀物，含钛沉淀物经还原和真空熔炼后得到金属钛。或者含钛沉淀物经氧化、酸溶和过滤后得到含钛滤液和无用滤渣；将含钛滤液采用经MIBK溶剂萃取除Fe后得到含钛溶液；含钛溶液蒸发后得到含钛水溶液；将含钛水溶液进行D2EHPA溶剂萃取提钛，再从提钛有机相脱钛后得到含钛悬浮液；将得到的含钛悬浮液经过滤后得到含钛固相；将得到的含钛固相经烘干煅烧后得到钛白。本发明通过火‑湿法联合制备金属钛和钛白。

技术领域

本发明涉及一种利用含钛渣制备金属钛或钛白的方法，属于金属资源利用技术领域。

背景技术

钛及其合金由于具有密度小、强度高、比强度大、耐腐蚀、无磁性、生物相容性好等诸多优异性能，因而在航空航天、石油化工、船舶制造、海水淡化、冶金电力、生物医药、体育休闲等领域都有着广泛的应用。钛及钛合金的研发及应用水平，已经成为一个国家新材料研究开发应用水平和综合国力的重要体现，但因钛的冶炼过程十分复杂，冶炼成本高，限制了钛及其合金的普及。

我国的钛资源丰富，总储量位居世界第一。我国钛资源主要分布在四川省的攀西地区，钛储量占全国总储量的90%以上，钛主要以钒钛磁铁矿的形式存在。在高炉的冶炼过程中，钒钛磁铁矿中的钛不被铁和碳还原，因此绝大多数的钛进入到高炉渣形成含钛高炉渣。我国攀西地区每年排放的含钛高炉渣数量巨大，以攀钢为例，每年排放200~300万吨的含钛高炉渣，至今已累计排放超过7000万吨。大量堆积的含钛高炉渣不仅是钛资源的严重浪费，也会造成对环境的影响。因此，如何充分利用含钛高炉渣中的钛资源是目前的主要难题。

还原法提取含钛高炉渣中的钛制备含钛合金是目前利用含钛高炉渣资源的方法之一。目前查到的资料显示主要是采用硅、Si-Fe、铝、Si-Al、Si-Al-Fe作为还原剂，从含钛高炉渣中提取金属钛，形成Si-Ti、Si-Fe-Ti、Al-Si-Ti合金。采用硅和铝作为还原剂是因为硅、铝对氧的亲和力比钛强，能够夺取TiO₂中的氧使钛被还原。采用硅还原提取含钛高炉渣中的钛得到的硅钛合金杂质种类多且杂质含量高。如何有效地利用硅还原高炉渣得到的硅钛合金是目前硅还原法遇见的主要难题。目前硅还原含钛高炉渣得到的硅钛合金用途范围小，仅可作为钢铁冶炼过程中的除氧剂，严重限制了硅还原法处理含钛高炉渣技术的发展。目前还没有如何将硅还原高炉渣得到的硅钛合金进行硅和钛分离的有效技术。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用含钛渣制备金属钛或钛白的方法。本发明提出一种将硅还原法得到的硅钛合金进行硅与钛的分离，通过火-湿法联合，制备金属钛和钛白的方法。本发明不仅能够处理含钛高炉渣，也可以处理各类含钛渣，为复杂含钛资源的经济利用提供了新路径。本发明通过以下技术方案实现。

一种利用含钛渣制备金属钛或钛白的方法，其包括以下步骤：

制备金属钛的方法的具体为：

步骤1、将硅物料、含钛渣和添加剂一起进行还原熔炼，熔炼温度高于1573K，保温20min~10h，然后进行进行渣金分离，得到硅合金和废渣；

步骤2、将步骤1得到的研磨成粉末，经酸洗、过滤后得到硅粉和含钛酸溶液，硅粉作为步骤1中硅物料循环使用；

步骤3、将步骤2得到的含钛酸溶液经沉淀和过滤后得到含钛沉淀物，含钛沉淀物经还原和真空熔炼后得到金属钛。

所述步骤1中含钛渣包括含钛高炉渣、经含钛高炉渣富集钛后得到的高钛渣或经提钛或钒后得到含钛尾渣；所述硅物料为硅或硅基合金；添加剂为含CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃中的一种或几种任意比例混合物，含钛渣、硅物料和添加剂的质量比不限，且根据实际的造渣条件可有不加入添加剂的情况。