一种低温焙烧-水浸处理钛白酸解残渣的方法技术

本发明专利技术属于冶金固废处理领域，涉及一种低温焙烧

【技术实现步骤摘要】
一种低温焙烧
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水浸处理钛白酸解残渣的方法


[0001]本专利技术属于冶金固废处理领域，涉及一种低温焙烧
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水浸处理钛白酸解废渣的方法。

技术介绍

[0002]钛白酸解残渣是钛白粉硫酸法生产过程中产生的一种固体废物。钛白酸解残渣的成分比较复杂，主要包括未分解的金红石型钛矿，未完全分解的锐钛型钛矿和钛铁矿，不与硫酸反应的白石、长条石、石英砂等矿石，以及钛液絮凝过程中凝聚沉降下来的硅铝胶体等。国内硫酸法钛白粉生产所使用的原料主要是TiO2含量46%左右的钛精矿，酸解率在90%左右，所产生的酸解渣二氧化钛含量在15~30%。国外一些厂家为了降低三废产量，以TiO2含量在70%以上的酸溶性钛渣作为硫酸法钛白粉的生产原料，所产生的酸解渣二氧化钛含量在35~45%。据统计，每生产1吨钛白粉，会产生0.2～0.3吨的酸解残渣，由于残渣产量大，处理成本高，工厂一般以废弃和填埋等方式处理，既浪费资源又对环境造成了污染。因此，如何将钛白酸解残渣中的含钛物料进行合理的收集利用，成为了钛白生产技术研究的热点。
[0003]钛白酸解残渣中含钛物料较高，但现有钛白酸解残渣的处理方式多是将其打浆中和，制得钛石膏。钛石膏本身的利用价值就非常有限，生产1t钛白粉约产生6.5～9t钛石膏，钛石膏的排放不仅占用大量土地、造成环境污染、增加企业经济负担，其中的TiO2也随之浪费。开发钛白酸解残渣的新处理方式，高效的利用其中的钛原料，节约生产成本，成为了现阶段亟待解决的问题。若能将酸解残渣的含钛物料充分加以利用，可大大提高钛资源综合利用水平，实现钛资源循环利用，具有较高的经济价值。
[0004]根据二氧化钛含量的高低，我们通常将二氧化钛含量高于40%的经过物理生产过程而形成的钛矿富集物称为高钛渣，含量在30%以下的经过物理生产过程而形成的钛渣称为低钛渣。我国的高钛渣产量巨大，当前的研究重点也多集中在高钛渣上，对低钛渣的研究相对较少。钛白酸解残渣是在硫酸法钛白粉生产工艺中的沉降过滤工段所产生的一种低钛渣。钛和铁主要以金红石型TiO2、二氧化钛、FeTiO3物相形式存在，其三种主要杂质Si、S和Ca主要以硬石膏CaSO4和二氧化硅SiO2物相形式存在，此外物相中还有辉石CaMgSi2O6，其Si含量在10%左右，Ca和S含量在皆在6%左右。钛白酸解渣的这些特性导致其相比于其它同含钛量钛渣更加难以被回收利用。
[0005]适用于低钛渣中酸解渣的处理方法主要有浮选法、磁选法、机械活化法和混泥土法等。目前的研究结果表明，浮选法和磁选法虽能提高二氧化钛含量，但并没有从原理上改变钛白酸解渣在酸中难以溶出的性质，利用率较低，筛选过程中还会损失一部分钛，且筛选所得的钛铁矿尽管二氧化钛含量较高，但依旧较难被酸浸出，只能和现有的钛精矿混合后再进行酸解。因此，通过筛选来回收钛白酸解渣中钛的方法局限性较大，不便于工业化运用。机械活化法虽然具有较高的浸出率或较好的富集效果，但却具有对设备的磨损较大，处理成本较高的缺点。混泥土法会受到水泥价格较为便宜、对低钛渣的球磨粒度要求较高、有一定的配比限制等因素的影响，因而工业化也有一定难度。
[0006]其他一些处理方法如微波强化浸出法虽对钛的富集有一定的效果，但仍具有微波辐射能耗较大，处理成本较髙的缺点；两段酸浸法处理效果一般，且对原料中二氧化钛含量要求较髙；加盐焙烧法对原料中二氧化钛含量要求较高，而且除硅效果比氢氧化钠差，因此不适用于钛白酸解渣的处理；酸浸－碱浸除杂法虽然效果可行，但利用率较低。常规空气加碱焙烧法具有碱用量大和对设备腐蚀性大两个缺点，耐腐蚀设备方面国外氯化法生产钛白粉已经解决了这个问题，若在碱液的回收方法上有所突破，则具有可观的研究价值和前景，但该法目前仅适用于高钛型高炉渣，对酸解渣却不太适用。
[0007]专利CN101469367B与专利CN111570095A、CN102764689A方法比较类似，都是将残渣经水洗过滤烘干后破碎进而采用选矿的方法得到含钛较高的钛矿产品，不同之处在于前者采用了磁选，而后两者则是采用的浮选工艺。专利CN109019601A则是将酸解残渣烘干后与炭质还原剂混合进行碳热还原，采用了火法冶炼的工艺制得碳化渣。
[0008]本专利技术采用了低温焙烧
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浸出工艺对钛白酸解残渣中的TiO2进行回收处理，利用残渣中的钛化合物在加热条件下与浓硫酸反应生成硫酸氧钛及硫酸钛的特点，将残渣中的TiO2转变成可溶性的钛硫酸盐进入溶液，得到的浸液中含有大量的钛，结合硫酸法钛白生产工艺，从节省生产成本的角度出发，让浸液直接加入到硫酸法钛白生产系统，加入点可选择在硫酸酸解工序之后，并随系统物料一起进入生产系统的后续工序处理。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对当前钛白酸解残渣回收利用的研究现状，提出了一种低温焙烧
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水浸处理钛白酸解废渣的方法，焙烧温度和浸出温度较低，能耗低，钛浸出率较高，处理成本较低，工艺条件温和易操作，且环境污染小，绿色环保。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0011]一种低温焙烧
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水浸处理钛白酸解废渣的方法，具体包括以下步骤：步骤1、酸解残渣于90℃~110℃下烘干后，与一定量的浓硫酸在瓷皿中充分混合，搅拌均匀。
[0012]步骤2、将混匀后的残渣放入马弗炉中焙烧1~2h，温度在300~350℃。
[0013]步骤3、焙烧后的残渣直接用水浸出，机械搅拌，浸出结束后进行固液分离，浸出液PH值在1.0~1.5。
[0014]步骤4、浸出液直接加入到硫酸法钛白生产系统，加入点选择在硫酸酸解工序之后，并随系统物料一起进入生产系统的后续工序处理。
[0015]进一步地，所述步骤1浓硫酸的重量为钛白酸解残渣的1.5~2.0倍。
[0016]进一步地，所述步骤1中搅拌为钛勺手动搅拌；步骤3中搅拌为电动搅拌器机械搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为1~3h。
[0017]进一步地，所述步骤3中浸出温度30~70℃，液固比2：1~4：1，浸出时间1~3h。
[0018]进一步地，所述步骤3中固液分离采用真空抽滤方式。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为。
[0020]（1）利用酸解残渣中的化合物可溶于热浓硫酸的性质，将硅石等不溶性物质去除，使回收原料中的含量进一步的提高，有利于减少生产系统的原料处理成本，以便将原料溶液直接加入钛白的生产工艺流程，并随系统物料一起进入生产系统的后续工序处理。
[0021]（2）本专利技术与硫酸法生产钛白工艺流程融合性较强，不仅适用于低钛渣，同样也适用于高品位的钛铁矿。高品位的钛铁矿一般都含有金红石成分，将酸解残渣与高品位的钛铁矿按一定配比预处理后，可并入原主流程的浸出系统。
[0022]（3）与当前研究较多的磁选法、浮选法等技术相比，经过低温焙烧处理后的酸解残渣中难溶性的TiO2转变成可溶性的钛硫酸盐，浸出率显著提高。焙烧产物在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温焙烧
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水浸处理钛白酸解废渣的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、酸解残渣于90℃~110℃下烘干后，与一定量的浓硫酸在瓷皿中充分混合，搅拌均匀；步骤2、将混匀后的残渣放入马弗炉中焙烧1~2h，温度在300~350℃；步骤3、焙烧后的残渣直接用水浸出，机械搅拌，浸出结束后进行固液分离，浸出液PH值在1.0~1.5；步骤4、浸出液直接加入到硫酸法钛白生产系统，加入点选择在硫酸酸解工序之后，并随系统物料一起进入生产系统的后续工序处理。2.如权利要求1所述的一种低温焙烧
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水浸处理钛白酸解废渣的方法，其特征在于，步骤1浓硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，舒方霞，李淑梅，姜超，
申请(专利权)人：沈阳有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：