[发明专利]一种利用电炉钛渣制备富钛料的方法

说明书

本发明公开了一种利用电炉钛渣制备富钛料的方法，包括：(1)在氧化气氛下，将电炉钛渣进行氧化焙烧，对氧化焙烧产物进行破碎处理；(2)向步骤(1)所得粉料中加入适量的浓硫酸，使杂质进行酸解，然后依次进行熟化、酸洗处理、固液分离后得到酸解液和酸解渣；(3)将酸解液返回酸洗工艺中反复使用，至钛含量超过120g/L时用于硫酸法钛白生产；(4)将酸解渣进行煅烧处理，得到所述富钛料。本发明采用矿相解构‑酸解法处理电炉钛渣制备富钛料，使黑钛石中低价钛物质转化为金红石相，转化效果好，金红石相不被酸解，煅烧后获得富钛料。本发明有效降低能耗成本，酸解液可用于硫酸法钛白生产，实现了富钛料与硫酸法钛白的联产，减少排放利于环境保护。

技术领域

本发明属于钛资源利用技术领域，涉及一种利用电炉钛渣制备富钛料的方法，具体涉及一种基于矿相解构法的富钛料制备工艺。

背景技术

钛被誉为战略金属和“第三金属”，优质的金属钛和钛合金是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。钛的氧化物二氧化钛，被誉为世界上最好用的白色颜料。钛材和氯化法钛白是高端钛产品，在国防建设、国民经济和社会发展中发挥重要作用。目前我国高端钛产品生产严重不足，制约了我国钛工业的发展。

高端钛产品生产过程中均需要经过氯化制备中间产物四氯化钛(TiCl₄)。沸腾氯化工艺生产效率高、环境污染轻，是制备TiCl₄的主要方法，但其要求采用TiO₂90％，CaO+MgO1.5％且具有一定粒度的高品质富钛料。因此，如何获得钙镁杂质含量低的高品质富钛料，已成为发展氯化法钛白和海绵钛生产等高端钛产业的关键。

我国攀西地区钛铁矿资源储量丰富，但主要以岩矿型钛铁矿为主，分选出的钛精矿钙镁等杂质含量高，无法制备出满足沸腾氯化工艺要求的高品质富钛料。现有技术中，利用钛铁矿制备富钛料的方法中，主要包括酸浸法、电炉熔炼法。

目前，除了酸浸法之外，其他方法均不能直接将岩矿型钛精矿制备为用于海绵钛制备的高品质富钛料，但酸浸法对铁的利用不好，设备腐蚀严重，“三废”量大且难处理。电炉熔炼法处理钛铁矿，生产效率高、副产品铁利用好、熔炼后能改变钛精矿粒度，具有明显优势，在国内外被普遍采用，是处理钛铁矿制取富钛料工业化生产的发展趋势。但电炉熔炼法仅能去除铁杂质，大部分的杂质都存在黑钛石固溶体中，这是钛渣除杂升级制取高品质富钛料的难题。因此，如何去除电炉钛渣中的钙镁杂质，进一步提高钛渣中TiO₂品位，制备高品质富钛料，是我国钛工业领域的难题之一。

目前大部分的电炉钛渣制备高品质富钛料的方法还处于实验室研发阶段，仅氧化焙烧-还原-浸出技术路线在加拿大QIT公司实现工业化生产。我国攀西钛资源钙镁杂质比加拿大QIT公司钛原料高，运用氧化焙烧-还原-浸出工艺难以生产出高品质富钛料。此外，该工艺需两段高温，浸出需加压，流程复杂。到目前为止，还没有开发出适于我国电炉钛渣制备高品质富钛料的工业可行方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、除杂率高、生产效率高的利用电炉钛渣制备富钛料的方法。

本发明提供的这种利用电炉钛渣制备富钛料的方法，包括以下步骤：

(1)在氧化气氛下，将电炉钛渣进行氧化焙烧，使电炉钛渣中黑钛石矿相解构转化为金红石，对氧化焙烧产物进行破碎处理；

(2)向步骤(1)所得粉料中加入适量的浓硫酸，使杂质进行酸解，然后依次进行熟化、酸洗处理、固液分离后得到酸解液和酸解渣；

(3)将步骤(2)所得的酸解液返回酸洗工艺中反复使用，至钛含量超过120g/L时用于硫酸法钛白生产；

(4)将步骤(2)所得的酸解渣进行煅烧处理，得到所述富钛料。

具体的，在硫酸酸解、硫酸熟化过程，电炉钛渣粉料保持固态，再用稀酸酸洗，才变成液态。酸解是固相反应，由于酸解反应不彻底，继续在熟化过程反应。