[发明专利]一种从高钛渣制备酸溶性钛渣的方法

说明书

一.所属技术领域

本发明涉及一种高钛渣经过矿相重构后，制备酸溶性钛渣的方法。具体地说，本发明涉及一种能满足生产钛白粉要求的酸溶性钛渣的方法，属于钛冶金领域。

二.背景技术

高钛渣主要是采用电炉熔炼钛铁矿的方法制备获得。一般以无烟煤、焦炭或者石油焦等碳质原料做还原剂，将钛铁矿中的铁氧化物还原为金属铁进入液相、钛富集于渣相，澄清后分离熔融的金属铁相得到的产物便是高钛渣。高钛渣既可用作硫酸法生产钛白的原料，也可大量地用作氯化法工艺中生产钛白的原料。国内将用于硫酸法生产钛白的钛渣称为酸溶性钛渣。

钛白粉的制备主要有硫酸法和氯化法两种工艺。氯化法生产钛白的高钛渣质量要求苛刻，要求用含TiO₂90％以上的高钛渣为原料，且高钛渣中的(CaO+MgO)≤1.5％。只有熔炼非铁杂质含量低的钛铁矿才能获得适于氯化法钛白生产所需的合格钛渣，要求钛铁矿原料中放射性元素及CaO、MgO、MnO₂、P、S等杂质的含量越低越好。而电炉熔炼含CaO、MgO等非铁杂质高的钛铁矿时，只能获得适于硫酸法钛白生产用的钛渣，但存在采用电炉熔炼工艺生产酸溶性钛渣时，因为需在渣中保留一定比例的FeO，导致铁和钛的回收率不高的问题。采用硫酸法生产钛白粉时，如果以钛铁矿为原料，存在产生大量的绿矾和大量的稀硫酸废水问题，企业进行三废处理的费用高，环境容量小，限制了钛铁矿硫酸法工艺的发展。但是，采用硫酸法工艺时，如果用钛铁矿和酸溶性高钛渣的混和物为原料，尤其是以单一的高品位酸溶性高钛渣为原料，产出的含铁废弃物少，不存在绿矾硫酸亚铁的问题，而且稀酸产生量少，减少了对环境的危害及降低了相关三废的治理费用，增添了硫酸法钛白生产工艺的生命力。

然而，采用电炉还原钛铁精矿分离生铁制备高钛渣时，如果要获得酸溶性钛渣，则不能深度还原，从而导致高钛渣和铁水分离不完全，得到的生铁中夹带的钛渣量大，一方面给后续生铁的加工带来负面影响，另一方面降低钛和铁的回收率。如果用能在电炉熔炼过程中将钛和铁分离完全的高钛渣，以硫酸法生产钛白粉，二氧化钛的浸出率只能达到60wt％～70wt％。

三.发明内容

1.发明的目的

将经过电炉还原钛铁精矿分离生铁产生的深还原的高钛渣进行矿相重构，制备酸溶性钛渣，满足硫酸法制备钛白粉的酸溶性钛渣的要求，提高钛回收率。

2.发明的技术方案

以电炉还原钛铁精矿分离生铁产生的高钛渣为原料，经过粉碎、配料、高温改性、冷却后得到能够满足硫酸法生产钛白粉的原料——酸溶性钛渣，用硫酸浸出时浸出率在94.5wt％以上，其具体做法是：

1.1配料：原料成分以wt％计为：高钛渣TiO₂＞80、CaO 0.1～5.0、MgO 0.1～5.0、FeO 0.1～15，改性剂为含CaCO₃大于90的碳酸钙、和/或含CaO大于90的生石灰、和/或碳酸钙和生石灰的混合物中的任选一种，氧化剂为纯度大于95wt％的NaNO₃、和/或纯度大于95wt％NH₄NO₃、和/或它们的混合物中任选一种，将粉碎到粒度小于0.15mm的高钛渣、和氧化剂、和氧化钙或者碳酸钙按照：高钛渣∶氧化剂的重量比＝1∶0.01～0.5，高钛渣∶氧化钙的重量比＝1∶0.01～0.5或者高钛渣∶碳酸钙的重量比＝1∶0.01～0.8或者高钛渣∶碳酸钙和生石灰混合物的重量比＝1∶0.01～0.8的比例混合配料，时间0.1～3.0h；

1.2高温矿相重构改性：经过混合的物料在温度为600～1400℃焙烧，焙烧时间为2.0～20小时，进行由金红石型或锐钛矿型的TiO₂及FeTiO₃转变为CaTiO₃的矿相重构和改性；

1.3冷却磨细：将高温矿相重构和改性后得到的物料冷却至室温，磨细到粒度小于0.15mm，便得到能满足硫酸法生产钛白的酸溶性高钛渣；

1.4硫酸浸出：酸溶性高钛渣，用浓度为85～90wt％的硫酸溶液，在温度为230～250℃熟化，熟化处理60～90min后，用自来水在温度为60～70℃浸出，时间30～90min，二氧化钛浸出率94.6～95.8wt％。

3.发明的积极效果

1)、钛回收率由60～70wt％提高至94.6～95.8wt％。

2)、废物量减少，三废处理费用降低，有利于环境保护。

四.具体实施方式

实施例1