[发明专利]一种从高钛型高炉渣水淬渣中富集提取钛的方法

说明书

本发明涉及一种从高钛型高炉渣水淬渣中富集提取钛的方法，具体工艺包括以下步骤：(1)前处理：将水淬渣干燥、破碎、研磨，筛分后得到所需粒径的原料；(2)混合：将水淬渣与熔剂、助熔剂按照一定比例混合均匀；(3)熔融：在设定的化学反应温度区间内进行反应；(4)溶解：将所得块状熔融固体与水按固液质量比混合，在恒定的温度区间内充分搅拌浸取；(5)过滤：采用真空减压抽滤，进行分离，得到富钛液与滤渣。本发明的关键在于首次采用硫酸钠与硫酸氢钠作为助熔剂，用于水淬渣中钛的提取与富集工艺，达到了较好的效果。与传统硫酸法相比，工艺流程简短，且生产成本低，环保，大大减少了对环境的污染与损害。

技术领域

本发明属于资源回收利用领域，具体涉及一种从攀枝花高钛型高炉渣水淬渣中提取钛的方法。

背景技术

钛具有较高的抗腐蚀性、高强度和低密度等优点，被誉为“太空金属”。钛及其合金在航天、军事、医疗等领域均有广泛应用，因此钛资源的综合利用具有重要意义。我国钛资源丰富，主要是以钒钛磁铁矿的形式分布在攀西和承德地区，但其中钛的利用率很低。目前攀枝花高炉冶炼工艺只能冶炼钒钛磁铁矿中铁和钒，而其中的钛进入高炉渣中，形成特有的含钛量高达22％～25％的高钛型高炉渣。我国攀枝花含钛高炉渣以每年300～400万吨的速度逐年递增，且已堆积近亿吨。含钛高炉渣大量堆积不仅占用土地资源，露天堆积的炉渣经过雨水长期冲刷，渣中有害元素浸出流入地下，造成地下水污染，大量堆积还易引发泥石流、山体滑坡等次生自然灾害。因此能够采取经济有效的方法提取利用含钛高炉渣中的钛，这对于资源利用和环境的保护具有十分重要的意义。

攀枝花钒钛磁铁矿的含钛高炉渣中钛资源主要以二氧化钛和少量钙钛矿的形式存在，该高炉渣中大部分含钛物相具有分散、细小等特征，难以进行分选，且高炉渣中钙钛矿相对稳定、活性低、难处理。目前对于含钛高炉渣的综合利用主要有以下几个方面：一是用作水泥、矿渣棉等建筑材料，它们不能实现高炉渣中有效成分二氧化钛的高效利用；二是利用酸浸取，但酸浸取具有浸取不完全、不能实现杂质完全分离等缺点；三是碱处理提取二氧化钛，此法用碱量大，能耗高，难实现工业化生产；四是高温碳化─低温氯化制取四氯化钛，此法高温碳化过程能耗高，低温氯化过程污染严重。

综上，目前关于含钛高炉渣中钛的提取利用方法均存在工艺流程繁琐、能耗高、环境污染严重、资源利用率低等缺点，缺少简单高效且对环境友好的工艺方法，因此开发一种简单、低能耗、对环境友好、高效的提取富集钛的方法具有重要意义。

本发明利用硫酸铵作为熔剂，硫酸钠和硫酸氢钠为助熔剂进行攀枝花高钛型高炉渣水淬渣中二氧化钛的提取，在熔剂与助熔剂的共同作用下，可将水淬渣中的钛转化为易溶于水的物质，实现了高炉渣中钛的高效提取与富集，且此方法对环境影响小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对高钛型高炉渣水淬渣提钛，本发明以硫酸铵为熔剂，提供新的助熔剂，与高钛型高炉渣水淬渣中镁、铝、钛、铁等物质反应，将其转为为可溶性盐类，使钛更易从炉渣中浸出得到富集。本工艺流程简短，不引入强酸强碱，是一种清洁高效的发明方法。

1.本发明为解决上述技术问题，目的是从高钛型高炉渣水淬渣中提钛，其特征在于，包括以下工艺步骤与流程：

(1)将高钛型高炉渣水淬渣在烘箱中进行干燥，使用行星式球磨机对其破碎与研磨，研磨至不同粒度，并进行筛分，得到所需水淬渣原料。

(2)取(1)中所得水淬渣，与熔剂、助熔剂充分混合均匀。

(3)将(2)所得混合样在恒定温度下进行焙烧反应，而后待其自然冷却。

(4)将(3)所得样品与水按照固液质量比充分混合，在恒定温度下充分浸取。

(5)将(4)所得混合浸取液真空减压过滤分离，得到富钛液与滤渣。

2.如权利要求1中所述方法，其中步骤(1)中的筛分目数为60～320目，其中粒径为300～50微米，目数越大，粒径越小。