[发明专利]一种含钛炉渣制取TiO2

说明书

本发明公开了一种含钛炉渣制取TiO₂粉体的方法，属于钛资源利用技术领域，本发明针对含钛炉渣中杂质元素种类多、含量大，杂质组分复杂等因素，利用钛元素含氟和铵配合物与杂质元素含氟和铵配合物溶解性能的差异，以[NH₄⁺]‑[F^‑]体系的氟化浸出剂选择性浸出含钛炉渣，使含钛炉渣中的钛元素溶解在浸出液中，全部的钙、镁、铝及大部分的铁、锰、钒、铬等杂质以沉淀物的形式残留在浸出渣中。对氟化浸出液进行除杂，以沉淀形式去除浸出液中的铁、锰、钒、铬等杂质，达到净化浸出液的目的。对净化后的浸出液进行水解，使其中的钛组分水解为可制备TiO₂粉体的前驱体沉淀，最后TiO₂前驱体经热水解脱氟和脱氨，再经煅烧转型成为TiO₂粉体。

技术领域

本发明属于钛资源利用技术领域，涉及一种综合利用含钛炉渣的方法，具体涉及一种含钛炉渣制取TiO₂粉体的方法。

背景技术

我国攀枝花-西昌地区蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿资源，已探明的储量约 96.6亿吨(含超低品位矿)，其中TiO₂资源量达到12.86亿吨，占全世界钛资源总量的35.17％。目前攀西资源开发流程中，钒钛磁铁矿经选矿流程后约52％的钛进入钒钛磁铁精矿，约24％的钛进入钛铁矿精矿中。钒钛磁铁精矿经高炉法冶炼后获得含钛高炉渣中，含钛高炉渣中TiO₂含量为25％左右，主要含钛矿物为钙钛矿；钒钛磁铁矿经电炉冶炼后获得含钛电炉渣，其中TiO₂含量为40％～60％，主要的含钛矿物为黑钛石；钛铁矿精矿经电炉冶炼后获得电炉钛渣，其中TiO₂含量70％～75％，主要含钛矿物为黑钛石。含钛高炉渣、含钛电炉渣和电炉钛渣等含钛炉渣中含有大量杂质元素，特别是钙镁等杂质含量高，脱除困难，不能作为沸腾氯化法原料；含钛炉渣经除杂脱除部分杂质后采用熔盐氯化法制备钛白粉时，存在废盐量大、处理难的问题；含钛炉渣用作生产硫酸法钛白时，存在钛液除杂难、酸耗大、废酸量大、污染环境等问题。目前，含钛炉渣中钛资源的回收利用研究的主要技术方案有：

1、硫酸法浸出含钛炉渣。在《Journal of Materials Science Research》2016 第4期(5)卷P1-9的“Performance of Sulfuric Acid Leaching of Titanium fromTitanium-Bearing Electric Furnace Slag”中公开了采用浓硫酸分解含钛炉渣的方法。该方法以攀西钒钛磁铁矿预还原-电炉法冶炼的含钛炉渣为原料，用浓硫酸酸解，酸解物径熟化、水浸、过滤，获得硫酸法钛液。实验条件为：硫酸浓度为90％，酸渣比为1.6:1，加料温度为120℃，酸解反应温度为220℃，熟化温度为200℃，熟化时间为120min，水浸浓度为150g/L，水浸温度60℃，水浸时间 120min，钛元素浸出率为84.29％。含钛炉渣中含有大量的钙和硅元素，在硫酸浸出过程中，这些钙、硅元素和硫酸反应，生产胶状的硫酸钙和硅酸，这些胶状物附着在未反应的含钛炉渣颗粒表面，阻碍了浸出反应的进一步进行，而且这些胶状物存在于浸出料浆中，会极度恶化其过滤性能。含钛炉渣中的镁、铝、铁等元素在浸出过程中也溶解在钛液中，使得后续钛液除杂困难，且硫酸酸解残渣利用困难，容易造成环境污染。