非水淬高钛型高炉渣的综合利用研究

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1、第29卷第1期(总第113期)湿法冶金VoI．29NO．1(Sum．113)2010年3月HydrometallurgyofChinaMar．2O10非水淬高钛型高炉渣的综合利用研究霍红英。，刘国钦，邹敏，马光强(1．攀枝花学院生物与化学工程学院，四川攀枝花617000；2．西华大学材料科学与工程学院，四川成都610039)摘要：研究了用盐酸酸解非水淬高钛型高炉渣，去除铁、铝、镁、钙等可溶性杂质，制得富钛渣料以及从酸解液中回收铁、铝及Cl等有价元素。结果表明：在盐酸浓度7mol／L、温度90℃、酸渣质量比1．7：l、反应时问7h条件下，可制备TiO质量分数超过45的富钛渣

2、料；用双氧水将酸解液中的Fe氧化成Fe”后，用氨水调节pH为2．8～2．9，可沉淀Fe(OH)。，铁沉淀率≥76；继续用氨水调pH约为4．8时，可沉淀AI(OH)。，铝沉淀率≥86；采用低温多次蒸发冷析结晶法回收废液中的NHCI，3次蒸发冷析结晶后可制得纯度98％的NHCl，其回收率在75以上。关键词：高钛型高炉渣；二氧化钛；分步沉淀；综合回收中图分类号：Tx756文献标志码：A文章编号：1009—2617(2010)01—004405攀枝花是世界著名的钒钛之都，其钛储量占攀钢高钛型高炉渣分为水淬渣和非水淬渣。国内已探明储量的90．54％，世界已探明储量的水淬渣是指从高炉

3、出来后加水冷却形成的高炉35．17，其潜在经济价值达8万亿美元。但是，渣，非水淬渣是指在空气中直接冷却得到的高炉现有钢铁生产工艺只能利用钒钛磁铁矿中钛质量渣。与水淬渣相比，非水淬高钛型高炉渣中晶体分数的2O。铁精矿中的二氧化钛经高炉冶炼有序度较高，物理化学性质非常稳定，其中的后基本进入高炉渣，最后随渣一起弃为废物]。TiO在常温下几乎不溶于酸]。针对非水淬高攀钢高炉渣中的二氧化钛质量分数达2O～炉渣的特点，利用渣中TiO对酸的稳定性，采用23，以攀钢年产400万t铁计，每年产出高炉渣盐酸酸解法去除渣中可溶性杂质，制取富钛料渣320万t，其中有Ti0约90万t，按目前市场价

4、计并同时回收Fe、A1等有价元素，实现非水淬高钛算，直接经济损失达5O多亿元。攀钢已累计排放型高炉渣的综合利用。该方面的研究，目前国内5000多万t含钛高炉渣，除其中一小部分用作建外相关文献中尚未见有报道。筑材料外，其余大部分都堆积在2个渣场内，目前1试验部分的综合利用率还不到15，资源浪费严重，而且对环境也有污染。因此，合理有效地利用攀钢含1．1试验原料及设备钛高炉渣具有重大的经济价值和社会效益口]。非水淬高钛型高炉渣取自四川攀枝花钢铁集国外的一些专家曾对从攀钢高炉渣中提取钛团公司巴关河渣场，经干燥、高能球磨和筛分后，进行了研究，但未提出有效的解决方案]。近年粒度1OO

5、～160目，化学成分见表1；分析纯盐酸、来，我国科技工作者针对此渣开展了大量研究工氨水和氢氧化钠均为成都科龙化工有限公司产品。作，初步形成了“复合法”、“应用相分离法”、“高温表1非水淬高钛型高炉渣的化学组成％炭化一低温氯化法”、“有价组分选择性析出法”、“用含钛高炉渣制取TiC1”等多种方法。]。这些Ti02CaOMgOAI2OaSiOz∑Fe其他方法虽各具优势，但又都存在一些问题，目前尚未有任何一种方法可以实现产业化。收稿日期：2009—09—15作者简介：霍红英(1984一)，女，湖南人，在读硕士，主要从事冶金物理化学及功能材料制备研究。第29卷第1期霍红英，等：非

6、水淬高钛型高炉渣的综合利用研究·45·试验主要设备：天津泰斯特仪器有限公司的从图1看出：酸解渣中TiO质量分数随反SX2—1700℃箱式电阻炉；南京桑力电子设备厂的应温度升高而升高，在温度为70℃时趋于稳定。SYP一11玻璃恒温水浴缸；北京市永光明医疗仪器考虑到温度提高会使成本增加，因此，最佳酸解温厂的202一电热恒温干燥箱。度以控制在70℃左右较为适宜。1．2试验方法2．1．2盐酸浓度对酸解渣中1质量分数的影响1．2．1富钛料渣的制备反应温度90℃，反应时间6h，酸渣质量比将1O0～160目的高炉渣在水浴中加热到一1．7：1，酸解渣中TiO质量分数随盐酸浓度的定温度，在

7、搅拌条件下用一定浓度的盐酸酸解一变化关系如图2所示。可以看出：盐酸浓度为7定时间后，冷却，抽滤，洗涤，即得富钛料渣。mol／L时，酸解渣中TiO。质量分数最高；盐酸浓1．2．2酸分解液中有价成分的提取度大于7mol／L，部分TiO。酸解进入液相，使酸酸解液中加入双氧水，将Fe抖氧化为Fe什；解渣中Tio质量分数下降。因此，盐酸浓度以用氨水(1+1)调节pH为2．8～2．9，使Fe(OH)。不高于7mol／L为宜。沉淀完全，过滤、洗涤并干燥后制得副产品FeO。；酸解液中继续加氨水(1+1)调节pH约为4．8，使Al(OH)。沉淀