[发明专利]一种高温相转化法处理熔盐氯化废渣的方法

说明书

本发明公开了一种高温相转化法处理熔盐氯化废渣的方法，包括以下步骤:(1)熔盐氯化废渣出炉后，在保温下进行固液分离，获得未反应的残渣返回熔盐氯化炉中；(2)获得滤液输送至已预热的高温反应炉中，升温至设定温度，然后加入添加剂进行反应，与氯化钙、氯化镁难挥发氯化盐生成沉淀；(3)将反应产物进行固液分离，获得滤液即为氯化钠为主的熔盐，循环进入氯化炉；沉淀排渣后，可用作建材原料或制磷肥原料。本发明的高温相转化法处理熔盐氯化废渣的方法，采用火法冶金方法处理熔盐氯化废渣，结合生产现状，生产效率比水溶法高，从熔盐氯化废渣中获得新熔盐的简洁方法；能实现熔盐的循环利用，大幅降低熔盐氯化工艺持续补充新盐的成本问题。

技术领域

本发明属于钛冶金固废利用技术领域，具体涉及一种高温相转化法处理熔盐氯化废渣的方法。

背景技术

钛被誉为战略金属和“第三金属”。钛的高端产品金属钛和氯化法钛白对发展国民经济、巩固国家安全具有重要战略意义，是综合国力的重要体现。目前我国钛产品主要以中低端硫酸法钛白粉产品为主，高端钛产品的供给严重不足。为增强我国的综合国力，必须加快高端钛产品的发展。

高端钛产品生产需须以四氯化钛(TiCl₄)为中间体。TiCl₄经还原获得海绵钛(Ti)，或经氧化获得氯化法钛白粉(TiO₂)。目前工业上制取TiCl₄的方法主要有沸腾氯化法和熔盐氯化法。

我国钛资源储量丰富，但资源禀赋差，主要以岩矿型钛铁矿为主，钙镁杂质含量高，攀西地区钛资源中钙镁含量CaO+MgO≥5-10％。沸腾氯化过程中钙镁杂质易生成低熔点、高沸点氯化物，积累后与炭粒和矿物颗粒粘结成块，破坏炉内流化状态，影响生产效率。我国现有的沸腾氯化法生产线，目前均无法采用我国高钙镁钛资源制备高端钛产品，生产原料主要依赖进口。

我国海绵钛和氯化法钛白生产企业，利用我国高钙镁钛资源时，均采用熔盐氯化法生产TiCl₄。初始盐系常选用钠钾盐系或高钠盐系。熔盐氯化生产时，熔盐体系逐渐恶化，影响熔盐氯化过程，破坏正常生产，需定期排放废盐，并持续补充新熔盐，改善熔盐体系性质。熔盐氯化法对炉料无苛刻要求，适合我国高钙镁钛资源；但其最大的缺点是产生大量的熔盐氯化废渣，废渣量可达到300～400Kg/吨TiCl₄。

熔盐氯化废渣成分复杂，主要熔盐相为NaCl，并含有多种氯化物、未反应氧化物以及焦炭等。其中CaCl₂、MgCl₂等氯化物与NaCl混杂，回收处理困难，直接堆放或填埋造成污染地下水、盐化土壤等环境问题。

目前国内外熔盐氯化废渣的处理及回收利用研究较少，主要的处理方法为水溶法。根据处理水溶氯化物的顺序，可分为前端水溶法和后端水溶法，研究较多的是前端水溶法。前端水溶法是熔盐氯化废渣经水溶后，分离可溶含氯化物滤液和不溶的固体颗粒滤渣，滤渣用于堆存，回收利用研究主要针对可溶氯化盐滤液，但目前暂无合理高效的处理方法。后端水溶法是在废熔盐出炉降温时，进行保温静置分层，尽可能除去一部分杂质后，再进行水溶法处理回收可溶氯化盐。该方法处理过程复杂，除杂流程长，工业应用困难。更重要的是，该方法分层设计较理想化，实际生产中上中下三层界面处于混杂，不能有效处理实际生产中排出的熔盐氯化废渣。

从资源特点角度，我国更适合采用熔盐氯化法实现钛资源高端利用，但亟需解决大量熔盐氯化废渣处理的难题，解决该难题的根本方法是实现NaCl熔盐的循环利用，关键是去除熔盐氯化废渣的CaCl₂、MgCl₂等难处理氯化物。目前国内外对于熔盐氯化废渣处理利用工艺复杂，废水量多，工业应用难度大，大量的废盐未有效回收。

发明内容

本发明的目的是提供生产效率高的高温相转化法处理熔盐氯化废渣的方法，并且可实现熔盐的循环利用。

本发明这种高温相转化法处理熔盐氯化废渣的方法，包括以下步骤：