[发明专利]一种利用含钛高炉渣制备钛酸钡的方法

说明书

本发明公开了一种利用含钛高炉渣制备钛酸钡的方法，包括以下步骤：将含钛高炉渣烘干后，粉磨至70～100目，按质量比加入含钡组分、熔盐和晶核剂，然后继续粉磨至均一的混合粉体，烘干后备用，然后将粉磨后的混合物转移至刚玉坩埚，并置于马弗炉中，在一定温度下煅烧，保温一定时间后，自然冷却至室温，取出固体样品，经反复多次洗漆、过滤，烘干后，即得到所需的样品，本发明的有益效果是：一步完成含钛高炉渣中含钛组成的分解和矿物重构，实现了含钛高炉渣的直接材料化利用，而且钙、硅、铝等主要杂质元素同步完成可控合成，为含钛高炉渣的去存量和高值化应用提供了新的绿色工艺。

技术领域

本发明涉及钛酸钡技术领域，具体为一种利用含钛高炉渣制备钛酸钡的方法。

背景技术

钛酸钡，具有钙钛矿结构，是一种典型的铁电、压电和绝缘材料，由于其优异的电性能，钛酸钡被广泛应用于制造多层陶瓷电容器、动态随机存储器、传感器和热敏电阻，通常，湿化学法和固相法是制备钛酸钡的两种常用技术路线，显然，湿化学方法，如溶胶一凝胶法，水热法，溶剂热法，化学共沉淀法等，产率低，工艺复杂，且成本偏高，同样，传统固相法存在如反应温度高，产品纯度低、分散性差、易团聚等。因此，如何克服这一问题，成为一个研究热点。

熔融盐法是一种简单易行的制备无机功能材料的方法，具有产率高，反应温度适中，工艺简单，制备的材料结晶度好、纯度高、分散性好等优点，而且，能有效控制产物的形貌。近年来，熔融盐法己被成功应用于制备介电陶瓷材料，尤其是钦酸盐功能材料，如钦酸钡、钦酸鳃及钦酸铅等，在利用熔融盐法制备材料的过程中，熔融盐或仅作溶剂，或直接参与反应。而且，可以通过再结晶的方法对熔融盐加以回收利用，因此，熔融盐法具有一定的工业应用前景。

我国有丰富的钛资源，占世界钛资源储量的35％左右，其中攀枝花一西昌地区钛储量占全国钛总储量的95％左右，在选矿、冶炼过程中约53％的钛进入铁精矿，在随后的高炉炼铁中基本进入高炉渣，形成钛含量为18％～25％的含钛高炉渣，普通型高炉渣可以作为建筑材料，广泛用于水泥生产、作为混凝土中的骨料和制备建筑矿渣砖，实现含钛高炉渣的整体利用，但却浪费了宝贵的钛资源，为此，近些年的研究集中在含钛高炉渣中钛资源的二次利用方面，核心思路在于，采用一定的技术手段，将含钛高炉渣中的钛组分以某种含钛矿物，如氯化钛、钛白粉、钙钛矿、黑钛石和金红石等选择性富集、长大，再用物理方法分离出来，但均因选矿技术，二次污染以及成本过高等原因而停滞不前，因此，大量含钛高炉渣仍以干渣的形式在大量堆放，不仅占用土地，污染环境，同时，严重制约企业的可持续发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用含钛高炉渣制备钛酸钡的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种利用含钛高炉渣制备钛酸钡的方法，包括以下步骤：

S1、将含钛高炉渣烘干后，粉磨至70～100目，按质量比加入含钡组分、熔盐和晶核剂，然后继续粉磨至均一的混合粉体，烘干后备用；

S2、将粉磨后的混合物转移至刚玉坩埚，并置于马弗炉中，在一定温度下煅烧，保温一定时间后，自然冷却至室温，取出固体样品，经反复多次洗漆、过滤，烘干后，即得到所需的样品。

作为优选，所述步骤S1中各组分按其质量百分比计为：二氧化钛15％～25％，氧化钙25％～35％，二氧化硅20％～25％、余量为三氧化二铝，氧化锰、三氧化二铁以及少量碱金属氧化物。

作为优选，所述含钡组分由硝酸钡、乙酸钡、碳酸钡、氢氧化钡和氯化钡中的一种或多种混合而成。

作为优选，所述熔盐组分由氯化钾、硫酸钠、氟化钠、氢氧化钠和氯化钠中的一种或多种混合而成。

作为优选，所述晶核剂由纳米二氧化钛、纳米钛酸钡、氧化锆和氧化铬中的一种或多种混合而成。