[发明专利]利用硫酸法钛白酸解残渣制备碳化渣的方法

说明书

本发明涉及利用硫酸法钛白酸解残渣制备碳化渣的方法，属于冶金固体废物处理领域。本发明所要解决的是酸解残渣无有效利用方法，造成资源浪费和石膏堆放等问题，其技术方案是提供了利用硫酸法钛白酸解残渣制备碳化渣的方法，包括以下步骤：a、收集硫酸法钛白生产过程中产生的湿基酸解残渣，干燥，得到干基酸解残渣，备用；b、将干基酸解残渣与碳质还原剂混合进行碳热还原，即得碳化渣。本发明利用碳质还原剂将酸解残渣中的TiO₂转变为TiC，TiC可作为后续氯化钛白生产TiCl₄的原料，实现了钛资源综合利用，减少环境污染，同时也降低了硫酸法钛白的生产成本。

技术领域

本发明涉及利用硫酸法钛白酸解残渣制备碳化渣的方法，属于冶金固体废物处理领域。

背景技术

钛白粉的工业生产方法有硫酸法和氯化法，目前国内氯化法钛白生产企业只有4家，绝大多部企业均是采用硫酸法生产钛白粉。硫酸法钛白生产的原料主要是钛铁矿或酸溶性钛渣，经浓硫酸分解制得钛液，然后钛液水解得到偏钛酸，偏钛酸经过盐处理、煅烧及后处理得到钛白产品。其中，钛铁矿或钛渣被硫酸酸解时，原料中酸解性能较差的物相不可避免地进入了残渣中，残渣产生量占原料的20％～30％。目前，对于酸解残渣缺乏较好的利用方法，一般是将其加入生石灰中和制备石膏堆放。然而，酸解残渣中TiO₂含量15％～35％，现有的处理方式不仅未能回收其中的TiO₂，造成钛资源极大地浪费，堆放的费用也会增加钛白生产成本，阻碍钛白产能提升和生产技术优化，而且也不利于环境保护。

因此，提供硫酸法钛白酸解残渣的再利用方法，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供利用硫酸法钛白酸解残渣制备碳化渣的方法，以解决酸解残渣无有效利用方法，造成资源浪费和石膏堆放等问题。

本发明提供了利用硫酸法钛白酸解残渣制备碳化渣的方法，包括以下步骤：

a、收集硫酸法钛白生产过程中产生的湿基酸解残渣，干燥，得到干基酸解残渣，备用；

b、将干基酸解残渣与碳质还原剂混合进行碳热还原，即得碳化渣。

其中，步骤a通过干燥湿基酸解残渣，一方面可以将残渣中的水分脱除，有利于降低碳热还原的冶炼电耗，并且便于物料的质量计重、更好地与碳质还原剂获得较佳的配比；另一方面，干燥过程中残渣中的TiO₂会发生晶型转变，由锐钛型二氧化钛转变为金红石型二氧化钛(高端钛白粉基本都是金红石型)，有利于提高产品质量和市场竞争力。

步骤b碳热还原反应机理是碳质还原剂中的C还原酸解残渣中TiO₂，化学反应式如下：TiO₂+3C＝TiC+2CO。通过碳热还原，酸解残渣中TiO₂与碳反应生成TiC得到碳化渣，而酸解残渣中其它氧化物如SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃等基本不还原，富集在碳化渣中。

进一步地，步骤a所述干燥满足以下至少一项：

将湿基酸解残渣置于焙烧炉中焙烧干燥；

焙烧温度为850℃～950℃；

焙烧时间为30～45min。

其中，所使用的焙烧电炉对气氛无具体要求，只要焙烧炉温度能达到1000℃即可，且电炉长时间工作温度波动±2℃。

所述焙烧时间是指当温度达到焙烧温度后的焙烧时间。

进一步地，步骤b所述碳热还原满足以下至少一项：

于1700℃～1850℃进行碳热还原；

碳热还原的时间为1.5～2.5h；