[发明专利]一种选择性分离锐钛矿中有用元素的方法

说明书

本发明提供一种选择性分离锐钛矿中有用元素的方法，包括：步骤S1、锐钛矿依次经破机械活化和硝酸加压浸出后进行固液分离，得到含钪铝液及第一滤料，含钪铝液经中和萃取及反萃后得到铝液、富钪料；步骤S2、第一滤料加入盐酸溶液进行浸出铁，固液分离后得到氯化铁溶液及第二滤料；第二滤料中主要元素为硅、钛；步骤S3、对第二滤料混合硫酸氢钾熔融焙烧‑水浸后进行固液分离，得到第一滤液及活性硅粉，第一滤液经高温水解后，固液分离得二氧化钛及第二滤液；步骤S4、对第二滤液混合硫酸后进行蒸发浓缩和冷却结晶，得到硫酸氢钾，所述硫酸氢钾返回步骤S3。本发明的方法不仅资源综合利用率高、产品纯度高，还具有工艺流程短、经济效益好等优点。

技术领域

本发明涉及含钛资源综合回收利用技术领域，特别涉及一种选择性分离锐钛矿中有用元素的方法。

背景技术

钛是一种应用广泛的金属材料，主要由含钛矿石经选矿-冶炼得来，含钛矿根据成因不同，大体可分为：岩浆型矿、沉积型矿、变质矿、残积矿以及砂矿。沉积型锐钛矿由于其独特的成因，具有矿物嵌布粒度细，伴生元素杂的特点，选冶难度具大，尚未形成一套资源利用率高、经济效益好的技术方案。

蒋鹏等人在题目为《四川某沉积型钛矿化学选矿工艺探讨》的论文中对沉积型锐钛矿的回收利用进行了研究，对比了硫酸化焙烧-水浸和焙烧-硫酸浸出两种工艺，最终浸出液中铝、铁、钛浸出率达到了90％、90％以及80％，取得了预期结果，但该工艺将所有的有价金属元素都溶解在液中，后期面临各元素的分离难题，使得整个工艺流程偏长。

在其他公开资料中，还未见有针对沉积型锐钛矿资源综合回收利用的报道。

发明内容

针对现有技术存在从锐钛矿中回收金属具有工艺流程长、浸出液中多元素分离困难、综合回收率不高等问题，本发明提供了一种选择性分离锐钛矿中铝、钪、铁、钛、硅的方法，依据矿石中不同矿相的性质差异，能够实现锐钛矿中铝、钪、铁、钛、硅等元素的选择性分离和综合回收利用，不仅资源综合利用率高、产品纯度高，还具有工艺流程短、经济效益好等优点。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种选择性分离锐钛矿中有用元素的方法，包括：

步骤S1、锐钛矿依次经破机械活化和硝酸加压浸出后进行固液分离，得到含钪铝液及第一滤料，含钪铝液经中和萃取及反萃后得到铝液、富钪料；采用机械活化，提高锐钛矿反应活性，提高铝、钪浸出铝，同时采用硝酸选择性浸出铝和钪，浸出液中铁含量低，提高萃取提钪选择性和分离效果。

步骤S2、第一滤料加入盐酸溶液进行浸出铁，固液分离后得到氯化铁溶液及第二滤料；第二滤料中主要元素为硅、钛；用盐酸浸出铁，分离得较为纯净的氯化铁溶液，可作为产品进行出售。

步骤S3、对第二滤料混合硫酸氢钾熔融焙烧-水浸后进行固液分离，得到第一滤液及活性硅粉，第一滤液经高温水解后，固液分离得二氧化钛及第二滤液；加入硫酸氢钾进行熔融提钛，相较于硫酸法提钛，具有更优的浸出效果，同时硫酸氢钾可循环使用，减少辅料消耗。

步骤S4、对第二滤液混合硫酸后进行蒸发浓缩和冷却结晶，得到硫酸氢钾，所述硫酸氢钾返回步骤S3。

可选地，步骤S1中，所述锐钛矿为沉积型含钪锐钛矿石，其主要元素质量含量为：TiO₂：5.0％～7.0％、Al₂O₃：20％～30％、TFe(全铁含量)：15.0％～20.0％、SiO₂：25％～30％、MgO：1.0％～1.5％、CaO：0.1％～0.5％、MnO：0.1％～0.2％、V₂O₅：0.1％～0.2％、Sc₂O₃：40～60g/t。

可选地，步骤S1中，所述锐钛矿机械活化采用盘磨机、球磨机、棒磨机中的至少一种进行，机械活化后锐钛矿细度为-325目占比95wt％以上。