[发明专利]一种低温焙烧-水浸处理钛白酸解残渣的方法

说明书

本发明属于冶金固废处理领域，涉及一种低温焙烧‑水浸处理钛白酸解废渣的方法。本发明采用了低温焙烧‑浸出工艺对钛白酸解残渣中的TiO₂进行回收处理，利用残渣中的钛化合物在加热条件下与浓硫酸反应生成硫酸氧钛及硫酸钛的特点，将残渣中的TiO₂转变成可溶性的钛硫酸盐进入溶液，得到的浸液中含有大量的钛，结合硫酸法钛白生产工艺，从节省生产成本的角度出发，让浸液直接加入到硫酸法钛白生产系统，加入点可选择在硫酸酸解工序之后，并随系统物料一起进入生产系统的后续工序处理。

技术领域

本发明属于冶金固废处理领域，涉及一种低温焙烧-水浸处理钛白酸解废渣的方法。

背景技术

钛白酸解残渣是钛白粉硫酸法生产过程中产生的一种固体废物。钛白酸解残渣的成分比较复杂，主要包括未分解的金红石型钛矿，未完全分解的锐钛型钛矿和钛铁矿，不与硫酸反应的白石、长条石、石英砂等矿石，以及钛液絮凝过程中凝聚沉降下来的硅铝胶体等。国内硫酸法钛白粉生产所使用的原料主要是TiO₂含量46%左右的钛精矿，酸解率在90%左右，所产生的酸解渣二氧化钛含量在15~30%。国外一些厂家为了降低三废产量，以TiO₂含量在70%以上的酸溶性钛渣作为硫酸法钛白粉的生产原料，所产生的酸解渣二氧化钛含量在35~45%。据统计，每生产1吨钛白粉，会产生0.2～0.3吨的酸解残渣，由于残渣产量大，处理成本高，工厂一般以废弃和填埋等方式处理，既浪费资源又对环境造成了污染。因此，如何将钛白酸解残渣中的含钛物料进行合理的收集利用，成为了钛白生产技术研究的热点。

钛白酸解残渣中含钛物料较高，但现有钛白酸解残渣的处理方式多是将其打浆中和，制得钛石膏。钛石膏本身的利用价值就非常有限，生产1t钛白粉约产生6.5～9t钛石膏，钛石膏的排放不仅占用大量土地、造成环境污染、增加企业经济负担，其中的TiO₂也随之浪费。开发钛白酸解残渣的新处理方式，高效的利用其中的钛原料，节约生产成本，成为了现阶段亟待解决的问题。若能将酸解残渣的含钛物料充分加以利用，可大大提高钛资源综合利用水平，实现钛资源循环利用，具有较高的经济价值。

根据二氧化钛含量的高低，我们通常将二氧化钛含量高于40%的经过物理生产过程而形成的钛矿富集物称为高钛渣，含量在30%以下的经过物理生产过程而形成的钛渣称为低钛渣。我国的高钛渣产量巨大，当前的研究重点也多集中在高钛渣上，对低钛渣的研究相对较少。钛白酸解残渣是在硫酸法钛白粉生产工艺中的沉降过滤工段所产生的一种低钛渣。钛和铁主要以金红石型TiO₂、二氧化钛、FeTiO₃物相形式存在，其三种主要杂质Si、S和Ca主要以硬石膏CaSO₄和二氧化硅SiO₂物相形式存在，此外物相中还有辉石CaMgSi₂O₆，其Si含量在10%左右，Ca和S含量在皆在6%左右。钛白酸解渣的这些特性导致其相比于其它同含钛量钛渣更加难以被回收利用。

适用于低钛渣中酸解渣的处理方法主要有浮选法、磁选法、机械活化法和混泥土法等。目前的研究结果表明，浮选法和磁选法虽能提高二氧化钛含量，但并没有从原理上改变钛白酸解渣在酸中难以溶出的性质，利用率较低，筛选过程中还会损失一部分钛，且筛选所得的钛铁矿尽管二氧化钛含量较高，但依旧较难被酸浸出，只能和现有的钛精矿混合后再进行酸解。因此，通过筛选来回收钛白酸解渣中钛的方法局限性较大，不便于工业化运用。机械活化法虽然具有较高的浸出率或较好的富集效果，但却具有对设备的磨损较大，处理成本较高的缺点。混泥土法会受到水泥价格较为便宜、对低钛渣的球磨粒度要求较高、有一定的配比限制等因素的影响，因而工业化也有一定难度。