一种含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法.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CN111440908A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010438869.X(22)申请日2020.05.22(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市湖东中路59号(72)发明人李辽沙吴计划王平申星梅曹发斌武杏荣(74)专利代理机构安徽知问律师事务所34134代理人杜袁成(51)Int.Cl.C21B3/04(2006.01)C22B7/04(2006.01)C22B1/14(2006.01)C22B34/12(2006.01)C21B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法(57)摘要本发明公开了一种将含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法，属于冶金固体废弃物综合利用领域。该方法具体步骤包括：(1)将含钛高炉渣与氧化铁鳞、二氧化硅、焦炭混合均匀，压制成圆片，控制含钛高炉渣、氧化铁鳞、二氧化硅、焦炭的质量比和压制压力；(2)将得到的料片放到氧化铝坩埚中，再放入高温炉中，先通氩气赶走炉腔内的空气，然后开始升温加热，在温度为1300～1450℃下反应240～420min，反应结束后，随炉冷却至1000℃，过程中一直通氩气保护，然后取出氧化铝坩埚，自然冷却至室温。本发明反应流程简单，所得合成渣中的钛铁矿可通过磁选分离富集，作为提钛富料，磁选后的尾渣可用于制作建筑材料，实现了含钛高炉渣的高效利用。CN111440908ACN111440908A权利要求书1/1页1.一种含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将含钛高炉渣与氧化铁鳞、二氧化硅、焦炭混合均匀，压制成圆片，控制含钛高炉渣、氧化铁鳞、二氧化硅、焦炭的质量比为10：2.5～4.5：1.0～2.5：0.15～0.45，压制压力为1～5Mpa；(2)将步骤(1)得到的料片放到氧化铝坩埚中，再将氧化铝坩埚放入高温炉中，采用氩气保护，先通氩气赶走炉腔内的空气，然后开始升温加热，在温度为1300～1450℃下反应240～420min，反应结束后，随炉冷却至1000℃，过程中一直通氩气保护，然后取出氧化铝坩埚，自然冷却至室温。2.如权利要求1所述含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含钛高炉渣、氧化铁鳞以及焦炭的粒度为100～300目。3.如权利要求1所述含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法，其特征在于，步骤(2)中所述料片的直径为5～10mm，厚度为2～4mm。2CN111440908A说明书1/3页一种含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿的方法技术领域[0001]本发明属于冶金固体废弃物综合利用领域，尤其涉及一种含钛高炉渣中钛组分转化为钛铁矿(FeTiO3)的方法。背景技术[0002]钛是一种重要的战略资源，钛金属及其化合物常被广泛用于航空、航天、车辆工程及生物医学等领域。在中国，钒钛磁铁矿资源储量丰富，特别是攀枝花地区的钒钛磁铁矿储量丰富，约占世界钛资源储量的1/3，但我国目前钛资源的利用率较低。钒钛磁铁矿精矿进入高炉冶炼后，其中的铁和钒还原转化为金属加以回收利用，钛进入渣相形成矿物相组成及结构复杂的含钛高炉渣。攀钢含钛高炉渣中钛含量为20-24％，含钛矿物相主要有钙钛矿、含钛透辉石、黄长石等，我国含钛高炉渣堆放量已达8000多万吨，每年仍在以360万吨的速度在增加。堆积如山的含钛高炉渣不仅浪费了宝贵的钛资源，占用了大量的土地，还对环境造成严重污染，因此对含钛高炉渣进行高效利用一直是我国钛资源利用的追求的目标。[0003]为了提高含钛高炉渣的综合利用率，合理高效利用其中的钛资源，国内外的研究者们对含钛高炉渣中钛的利用提出了多种方法。主要有：(1)制备钛合金：主要采用硅热法或直流电硅铝热还原法等生产硅钛合金。但由于硅钛合金应用范围窄、用量小，且工艺能耗大、产生的固废处理困难，限制了采用含钛高炉渣制备钛合金的工业化生产规模。(2)酸法制备钛白粉：主要采用硫酸或盐酸酸解浸取含钛高炉渣中的含钛矿物，酸解液进行水解、分离等步骤后得到钛白粉。但是含钛高炉渣中的杂质种类多、含量高，酸耗量大，导致大量废酸以及尾渣产生，对环境造成严重污染。(3)碱法提钛：该方法将含钛高炉渣与NaOH或Na2CO3等碱类试剂在高温下反应后浸取分离制备钛白粉，但由于此法浸取过程中碱耗量大，回收成本高，工艺复杂，且仅适用于处理富钛渣，高温下处理会产生严重的空气污染。(4)高温碳化—低温选择性氯化：该法是将含钛高炉渣在超过1500℃的高温下碳化，然后在低温下选择性与Cl2反应，分离出气相TiCl4。但由于高温碳化能耗高、低温氯化时氯气消耗量较大且产生了二次污染。(5)选择性富集—