[发明专利]一种用含钛高炉渣生产人造金红石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金资源利用技术领域，具体涉及一种用含钛高炉渣生产人造金红石的方法。

背景技术

我国蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿，多金属共生矿之一，其中含铁12-45wt%，TiO₂ 3-15wt%。钒钛磁铁矿在高温冶炼过程中，实现渣-铁分离，但大部分含钛的氧化物以十分细小和分散状态赋存到渣相，成为含钛的高炉渣。我国每年有300万吨以上的含钛高炉渣产出，其中含TiO₂60余万吨。但长期以来该渣并未得到有效利用，目前，已累积堆放5000多万吨。既造成资源浪费，又污染环境。

多年来，国家对含钛高炉渣这一独特资源的利用十分重视，已开展了大量研究，曾经有采用火法冶金、水法冶金或选矿分离等工艺方法从含钛高炉渣中分离钛的研究报告，现简述如下：

（a）．湿法冶金方法

中国专利申请200710034843.3公开了一种含钛冶金炉渣综合利用的方法。该方法用稀硫酸作为浸出介质，常压浸出后固液分离，含钛溶液生产钛白；

中国专利申请200510021747．6公开了一种含钛冶金炉渣综合利用的方法。该方法水淬高炉渣研磨后常压硫酸酸解，水解，煅烧获粗钛白； 粗钛白再边研磨边酸解，浸出液水解、煅烧和表面处理获颜料级钛白粉；

中国专利申请89105865.6 公开了用盐酸分解含钛高炉渣制取化工产品的方法。该方法将含钛高炉渣与稀盐酸共磨，加入浓盐酸加热酸解，滤除二氧化硅后蒸馏掉盐酸，在草酸液中水解，得偏钛酸，煅烧得氧化钛；

中国专利申请201010176450.8公开了一种用含钛高炉渣制备高效吸附剂方法。该方法通过将含钛高炉渣酸浸处理，使含钛高炉渣中的TiO_２达到富集，同时使得处理后的渣具有更好的吸附特性，借助于TiO_２的光催化特性，制备出吸附性能良好的高效吸附剂，用作居家、工作、公共休闲等封闭场所的空气净化材料；

上述方法技术上可行，但从经济和环境来看，都有一个成本较高、处理后产生二次污染较严重的问题。硫酸法产生大量废酸至今仍是难题，废酸与废水的排放量大，污染环境严重，难予经济治理，这是用湿法冶金方法处理含钛高炉渣至今尚无一例工业化的主要原因。

（b）．火法冶金方法-中间合金技术

中国专利申请200510019664.3公开了一种利用含钛炉渣（包括含钛高炉渣等）制备钛金属的方法。其技术方案将TiO₂含量为10～90wt％的含钛炉渣，外加0～50wt％的碳、0～40wt%金属铝、0～40wt％的铁、0～20wt%的镁，混合均匀后进行熔融热还原。所述的熔融热还原是在等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉等设备中进行。通过熔融还原法将炉渣中含钛化合物还原为金属钛或钛合金，本发明能提高含钛高炉渣中钛的收得率，其收得率可达85～90%，残渣中的残钛含量可低于4%；

上述方法技术上可行，但存在产品市场容量小，处理成本高，处理量小等缺点，限制了该技术的推广。

（c）．火法冶金方法-碳化、氯化、氧化技术

中国专利申请200810180554．9公开了一种含钛炉渣制备TiCl₄的方法。本方法特点在于将含钛炉渣（TiO₂含量为30～45wt％）与还原剂和粘结剂混与制球，在高温下直接还原后经低温沸腾氯化制备TiCl₄；

中国专利申请87107488.5公开了一种含钛高炉渣制取四氯化钛的方法。该方法是一种处理高炉冶炼钛磁铁精矿（或钒钛磁铁精矿）的副产品即含钛高炉渣制取四氯化钛的方法。高炉渣的二氧化钛含量为15～35%。液态高炉渣流入密闭式电炉进行碳化，碳化率可达90%以上。碳化高炉渣在流化床中低温氯化，氯化率大于85%；

从技术、经济和环境来看，碳化或氯化的技术思想可行，但对经济成本与环境影响考虑的不够，如碳化过程电耗过高，大量氯化废渣利用及处理量小等问题，均有待解决。

（d）．冶金改性-选矿方法

中国专利申请200410087636公开了一种还原氮化结合矿化剂处理含钛高炉渣使TiN富集长大的方法，本发明可使TiN和TiC晶粒明显长大，粒度可达10～30μｍ，而后通过磁选将其分离；