一种水淬高钛高炉渣的综合利用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111498855A(43)申请公布日2020.08.07(21)申请号202010361014.1C01F5/24(2006.01)(22)申请日2020.04.30C01D9/12(2006.01)(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人韩乐苏毅裴婉莹李国斌胡亮夏举佩(74)专利代理机构昆明同聚专利代理有限公司53214代理人苏芸芸(51)Int.Cl.C01B33/12(2006.01)C01G23/053(2006.01)C01F11/46(2006.01)C01F7/34(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种水淬高钛高炉渣的综合利用方法(57)摘要本发明公开了一种水淬高钛高炉渣的综合利用方法，该方法采用硝酸溶液浸出水淬高钛高炉渣，得到高活性和多孔的SiO2粉体材料，浸出及分离溶液经分步控制沉淀分别得到二氧化钛、硫酸钙、氢氧化铝、碳酸镁和硝酸钠产品；本发明方法工艺设备简单，操作容易、安全，水淬高钛高炉渣资源利用率高，是一种利用工业废弃物生产具有高附加值产品的工艺技术路线，可达到二次资源综合利用，实现循环经济、节能减排目的。CN111498855ACN111498855A权利要求书1/1页1.一种水淬高钛高炉渣的综合利用方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）按液固质量比6～10:1的比例，向质量浓度20～40%的硝酸溶液中加入水淬高钛高炉渣，于60～90℃、搅拌条件下浸取2.0～5.0h，过滤分离得到水合硅酸固相物料和浸出液A，水合硅酸固相物料经洗涤、煅烧得到活性SiO2产品；（2）步骤（1）得到的浸出液A，于室温、搅拌条件下加入质量浓度40%的NaOH溶液调pH值至1～3，继续搅拌1～3h，分离得到含钛固体沉淀物和分离溶液B；含钛固体沉淀物经洗涤、煅烧得到TiO2产品；2+2-（3）根据分离溶液B中的钙含量，按Ca∶SO4摩尔比为1∶0.9～1.1的比例，在常压、室温、搅拌条件下，在步骤（2）分离溶液B中缓慢加入固体硫酸钠，在室温、搅拌条件下，搅拌反应1～2h，分离得到硫酸钙固体物料和分离溶液C；硫酸钙固体物料经洗涤、干燥，得到高品质的硫酸钙产品；（4）步骤（3）得到的分离溶液C，在室温、搅拌下采用质量浓度20～30%的NaOH溶液调节溶液pH至5～7，然后在此条件下继续反应0.5~1.0h，过滤，分离得到分离溶液D和固体物料，固体物料经洗涤、干燥得到氢氧化铝产品；2+2-（5）根据分离溶液D中的镁含量，按Mg∶CO3摩尔比为1∶0.95～1.1的比例，在常压、室温、搅拌速度300～500rpm条件下，在步骤（4）得到的分离溶液D中缓慢加入固体碳酸钠，在室温、搅拌速度为300～500rpm条件下，搅拌反应1～2h，分离得到碳酸镁固体物料和分离溶液E；碳酸镁固体物料经洗涤、干燥得到碳酸镁产品；（6）步骤（5）得到的分离溶液E经蒸发浓缩，冷却，分离得到硝酸钠产品和分离溶液F；分离溶液F返回步骤（4）循环使用。2.根据权利要求1所述的水淬高钛高炉渣的综合利用方法，其特征在于：水淬高钛高炉渣为钒钛磁铁矿采用高炉冶炼所产生的高温熔融渣，经水淬急冷而得的具有无定形、高活性的固体废弃物。3.根据权利要求1所述的水淬高钛高炉渣的综合利用方法，其特征在于：搅拌的转速为300～500rpm。2CN111498855A说明书1/5页一种水淬高钛高炉渣的综合利用方法技术领域[0001]本发明属于工业固体废弃物利用领域，具体涉及一种水淬高钛高炉渣中有价成分的综合提取利用方法。背景技术[0002]水淬高钛高炉渣是钒钛磁铁矿采用高炉冶炼时所形成的高温熔融渣，经水淬急冷而得的具有无定形、高活性的固体废弃物，含有大量SiO2、CaO、TiO2、Al2O3等物质。目前，高钛高炉渣主要用于生产混凝土掺合料、水泥、渣砖、矿渣微粉、隔热填料、微晶玻璃等价值不高的产品，且利用率较低，多数生产企业是将其堆放待处理。高钛高炉渣中含有P、S、Fe、Al、Mg等有害元素，大量堆放的高钛高炉渣很容易造成对地表水资源及河流水资源的污染，危及生态安全，成为了困扰企业发展和社会环境治理的一大问题。[0003]水淬高钛高炉渣富含SiO2、TiO2、CaO、Al2O3和MgO，可用于提取含硅、含钛、含钙、含铝和含镁等产品。目前高钛高炉渣综合利用的研究主要是用于提取其中的钛，采用高钛高炉渣提取钛的方法有：（1）酸溶法：采用硫酸或盐酸浸出高钛高炉渣，得到含钛溶液，然后经水解、过滤和洗涤，得到偏钛酸沉淀，再进入转窑煅烧产出钛白粉颜料产品；酸法的特点是工艺流程长且复杂，产生大量的废水、废酸、绿矾等无法回收，会造成对环境的污染。（2）碱熔盐法：