[发明专利]一种湿法处理钒钛磁铁精矿制备钛液的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体地，本发明涉及一种湿法处理钒钛磁铁精矿制备钛液的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，是我国钒、钛产品的主要来源，主要分布在我国的攀西、承德和马鞍山地区。但是以钢铁为导向的传统高炉冶炼技术体系钒、钛资源综合利用率很低，如攀钢的钒、钛综合利用率（按由原矿到产品计）仅为39%和14.5%，大量有价资源成为废弃物，资源浪费严重，且造成严重的环境污染。近年来，随着我国经济的发展，对钒、钛等产品的需求量日益增加，因此提高钒钛磁铁矿资源的综合利用技术水平，对我国经济的可持续性发展具有十分重要的意义。

钛的富集与提取是钒钛磁铁矿高效利用的核心。钒钛磁铁矿选矿分离后得到铁精矿和钛精矿，铁精矿采用高炉冶炼提铁和钒，钛精矿采用硫酸法提钛。在钒钛磁铁精矿的高炉冶炼过程中，钛主要以钙钛矿形式进入高炉渣中，目前难以经济有效的利用，造成钒钛磁铁矿中钛的总体利用率很低。因此，解决钒钛磁铁矿精矿中钛的利用难题，是提高钒钛磁铁矿资源的综合利用水平的重要途径。

酸浸是矿物处理中最常用的浸出方法，盐酸具有反应能力强的优点，能浸出某些硫酸无法浸出的含氧酸盐，在处理含钛矿物方面已有相关研究，可用作选择性浸出钛精矿、钛渣中杂质以制备人造金红石。然而未有使用盐酸直接处理钒钛磁铁精矿的专利或报道。盐酸直接处理钒钛磁铁精矿时铁和钒进入酸浸液中，而钛的走向、钛组分的进一步分离和提取等都是此方法的难点。

目前，世界上绝大多数的钛白工业均以钛渣、钛精矿为原料制备钛液，且得以广泛应用的硫酸法、氯化法制备的钛液均存在杂质含量高，净化流程复杂等问题。而以钒钛磁铁精矿为原料制备高纯度钛液的方法却是鲜有报道，原因在于钒钛磁铁矿精矿中的钛含量低（约为钛精矿中钛含量的一半），杂质含量高，作为原料制备高纯度钛液难度大。本发明提出利用盐酸的高反应活性浸出钒钛磁铁精矿中的酸溶性杂质，得到的渣相主要含钛和硅，然后使用碱熔盐法处理渣相制备高纯钛液，是进一步制备钛白粉的必要条件，可作为钒钛磁铁矿的一种低成本、短流程、低能耗的处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于为钒钛磁铁矿中有价金属钒、钛、铁等的高效综合利用提供了一种低成本、短流程、低能耗的生产工艺。经盐酸处理除杂后参与熔盐反应的原料主要为钛和硅的富集物，其它杂质含量很低，为后续水解制备高纯度偏钛酸提供了有效的保证。

本发明的湿法处理钒钛磁铁精矿制备钛液的方法，包括以下步骤：

1）将钒钛磁铁精矿与盐酸混合，在100～150℃下浸取反应1～10h，得到中间浆料；

2）将步骤1）得到的中间浆料过滤得到浸出液和浸出渣；

3）将步骤2）得到的浸出渣进行水洗，水洗浆料经过滤得洗水和洗渣；

4）将步骤3）得到的洗渣与NaOH混合，在温度400～600℃下进行熔盐反应1～6h，得到熔盐反应料；

5）将步骤4）得到的熔盐反应料进行水洗、过滤，得到水洗料；

6）将步骤5）得到的水洗料用硫酸溶液进行酸洗获得浆料，酸洗温度30～70℃，酸洗时间20～90min，控制浆料pH值为3～7，浆料经过滤得到酸洗料；

7）将步骤6）得到的酸洗料用硫酸溶液进行酸溶，得到酸溶后物料，酸溶温度40～90℃，酸溶时间大于2h；

8）将步骤7）得到的酸溶后物料加入硫酸溶液中进行浸取，浸取时间20～60min，浸取温度50～80℃，过滤获得的浸取液即为钛液。

本发明提出盐酸直接浸取钒钛磁铁精矿分离铁钒与钛、再使用熔盐法处理钛渣制备高纯钛液的方法，盐酸酸浸反应效率高，能高效提取铁、钒等酸溶性物质，经酸浸后渣相为钛和硅的富集物，经熔盐反应及后续处理后钛组分进入钛液。本发明直接使用钒钛磁铁精矿代替钛精矿或钛渣制备钛液，解决了传统高炉工艺铁精矿中的钛进入高炉渣无法利用的难题，原料成本大幅降低，并充分利用了钒钛磁铁精矿中的钛，钛资源利用率高，所得钛液杂质含量低，为后期钛液净化工序减轻了负担。

根据本发明的制备钛液的方法，步骤1）所述钒钛磁铁精矿与盐酸的质量比为1:1～1:10。

根据本发明的制备钛液的方法，步骤1）所述盐酸的质量百分比浓度为10%～36%。

本发明中，步骤2）过滤得到的是含有大量酸溶性杂质的浸出液和Ti、Si进一步富集的浸出渣。

根据本发明的制备钛液的方法，步骤3）所述水洗时间为20～60min，水洗温度为25～80℃，洗涤用水与浸出渣的液固比为2:1～10:1。