盐酸浸出自然冷却含钛高炉渣

含钛高炉渣资源化综合利用研究本文在全面总结回顾攀钢含钛高炉渣综合利用现状的基础上,提出含钛高炉渣资源化利用的有效途径,以期达到全面和高附加值利用含钛高炉渣的目的。

具体工艺路线是：首先采用简单、易操作的盐酸酸浸法处理含钛高炉渣,使含钛高炉渣中的钛元素富集到酸浸渣中,然后研究酸浸渣的光催化性能和吸附性能,从而获得具有光催化性的高效吸附材料。

本文具体开展了以下研究工作：首先,采用盐酸酸浸法制备出钛含量高的酸浸渣,研究不同工艺条件对酸浸渣中钛含量的影响,确定最佳的工艺条件。

结果表明：原料粒度为120-180μm；酸浸反应温度为95℃；酸渣比为1.5：1(mL：g)；盐酸浓度为8mol·L-1；反应时间为4h；搅拌速度为1400r·min-1,可获得TiO2含量超过45%的酸浸渣。

酸浸反应动力学符合粒径不变的未反应收缩核模型,且浸出过程受内扩散控制。

另外,根据X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)分析得出含钛高炉渣各物相的浸出速度由快到慢依次为：镁铝尖晶石、透辉石、钙钛矿,酸浸渣的比表面积较大,具有较好的吸附性能。

其次,以酸浸渣作为光催化材料降解甲基橙溶液,研究不同酸浸渣煅烧温度、酸浸渣投加量、光照时间、溶液初始浓度、溶液pH和添加强氧化剂H2O2等方面因素对光催化降解甲基橙的影响。

结果表明：酸浸渣煅烧温度为400℃；酸浸渣投加量为10mg；光照时间为1h；溶液初始浓度为10mg·L-1；pH为3,光催化效果最佳；添加强氧化剂H2O2效果非常明显,加入0.04mLH2O2,光催化效率就能达到95%以上。

酸浸渣光催化还原甲基橙遵循L-H动力学规律。

最后,以不同酸浸工艺获得的酸浸渣作为吸附材料,研究对甲醛吸附效果的影响,根据单因素分析法,吸附甲醛性能最佳的酸浸渣的制备工艺为：炉渣粒度为120-180μm；加热温度为95℃；酸渣比为1.5：1(mL：g);盐酸浓度为8mo1·L-1；反应时间为6h；搅拌速度为1400r·min-1,煅烧温度为600℃。

含钛高炉渣及其盐酸浸取液中主要组分的分离提取攀西地区钒钛磁铁矿是世界著名的多金属共（伴）生矿床,其中,钛资源储量占世界第一位。

但到目前为止,矿石中钛资源的利用率却很低,约为15%左右。

其主要原因就是原矿中约有50%以上的钛随铁精矿经高炉炼铁后进入炉渣成为含钛高炉渣。

这种含钛高炉渣中TiO₂含量高达20～26%。

攀钢在1970-1992年生产期间堆置在金沙江畔的西渣场的高炉渣就达3000多万吨,若TiO₂含量以20%计,仅西渣场的高炉渣中TiO₂的含量就高达600多万吨,此后每年新增至少60万吨TiO₂。

据此估计,到目前为止,攀枝花高炉渣中TiO₂的总量已近2500万吨左右,这无疑是一个巨大的钛资源宝藏。

但它却与高炉渣一起作为工业固体废弃物堆积金沙江边,不仅未能得到利用,还为当地造成极大的环境问题和经济负担。

如何开发利用这种人造二次资源的高钛型高炉渣,尤其是其中的钛资源已成为一个重要的迫切课题。

本文针对攀枝花高钛型高炉渣中的钛含量高,分离提取技术难度大,至今未能得到利用的难题,根据其组分以及组构特点,采用低温化学分离提取法,将含钛高炉渣中的其它主要杂质组分除去,使钛富集成可用于工业生产的富钛料,然后从酸浸液中分离提取主要组分。

试验工艺过程分2个步骤:第一步是将5～6mol/L 盐酸溶液按酸渣比为0.9:1～1:1的比例,在100℃条件下与空冷含钛高炉渣反应4h,将主要的酸溶性组分镁、铝、钙等分离;第二步是采用沉淀法将酸浸液中的主要组分CaO,MgO,Al₂O₃等分离提取出来。

由于使用硫酸浸取高炉渣时生成会生成硫酸钙胶状物,影响高炉渣的进一步的浸出,因此本文选用盐酸作为浸取剂,而且TiO₂在整个反应过程（酸溶和水解过程）中其实并没有消耗稀盐酸这一原理,先利用盐酸除杂能力强这一特点,用适量的盐酸除去高炉渣中的Ca,Mg,Al等有价元素,使高炉渣中的钛组分以H₂TiO₃的形式进入渣中,将钛富集于滤渣中,然后通过后续处理从滤渣中提取钛。

含钛高炉渣回收钛的工艺研究李小英;彭建蓉;翟忠标;林琳【摘要】采用加压酸浸法处理攀枝花地区含钛高炉渣,通过加压酸浸脱除钙镁,使TiO2得到富集的钛工业原料.研究确定最佳工艺条件为:初始盐酸浓度18％,浸出温度140℃,浸出时间6h,液固比L∶S=5∶1,在此工艺条件下,CaO脱除率98％,MgO 脱除率96％,Fe脱除率85％,Al2O3脱除率78％,TiO2损失率小于3％.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】4页(P45-48)【关键词】含钛高炉渣;加压酸浸;钛渣【作者】李小英;彭建蓉;翟忠标;林琳【作者单位】昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;云南省选冶新技术重点实验室,云南昆明650503;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;云南省选冶新技术重点实验室,云南昆明650503;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;云南省选冶新技术重点实验室,云南昆明650503;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;云南省选冶新技术重点实验室,云南昆明650503【正文语种】中文【中图分类】TF823我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿，其中的钛主要与铁密切共生而以钛铁矿的形式存在，经选矿后，钒钛磁铁矿中约50%的钛随铁精矿进入高炉炼铁后，钛基本上进入高炉渣中形成含钛高炉渣[1]。

含钛高炉渣是一种熔化温度较高的碱性渣，与普通的高炉渣基本上都是酸性的玻璃相不同，它是一种极为复杂且特殊的体系，主要的组分为钛、钙、镁、硅、铝，其次为铁、钒、锰、磷和硫等。

攀枝花地区含钛高炉渣TiO2含量通常在20%～45%(质量分数)之间，是宝贵的含Ti二次资源[2]。

专题与评论攀钢含钛高炉渣中钛组分的提取及综合利用进展李俊翰邱克辉龚银春(成都理工大学材料科学技术研究所,四川成都,610059)摘 要自20世纪70年代以来,攀钢炼铁产生了大量的含钛高炉渣,其T iO2含量达20%~29%,目前仍以每年300万吨的速度增加,是我国特有的二次钛资源。

长期以来,许多学者和工程技术人员对其中钛的提取及其综合利用进行了大量的探索研究,虽然取得了一些进展,但或由于技术困难、经济效益差,或造成二次污染等原因难以实现工业化利用。

这些宝贵资源不仅未得到利用,而且由于大量堆积还严重污染环境。

因此,研究含钛高炉渣的综合利用不仅具有极大的经济效益,而且对于循环经济、节约型社会、环境保护和可持续发展具有重大的社会效益。

本文总结分析了近年来攀钢含钛高炉渣综合利用研究方面取得的一些进展和存在的主要问题,提出了今后研究的主要方向,不断推动实现攀钢含钛高炉渣的真正利用。

关键词:资源 含钛高炉渣 综合利用1 引言我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿,其中的钛主要与铁密切共生而以钛铁矿的形式存在。

经选矿后,钒钛磁铁矿中约50%的钛随铁精矿进入高炉炼铁后,钛基本上进入高炉渣中形成含钛高炉渣。

自20世纪70年代以来,攀钢含钛高炉渣已达数千万吨,目前每年还在以300万吨的速度增加。

由于利用问题未得到解决,处置方式是将其堆置于专门的渣场中。

但大量堆积遇到场地和环境污染的问题,不得以将其用来铺路或当做建筑材料的掺合料使用,但仍未将其中宝贵的钛资源利用起来。

含钛高炉渣综合利用的前提,必须是首先将其中经济价值高的钛等重要成分提取利用基础上的综合利用。

近年来,许多科技工作者在这方面进行了大量的探索研究工作。

2 攀钢含钛高炉渣的来源和组成攀西钒钛磁铁矿经过选矿后成为炼铁原料钒钛磁铁精矿。

在高炉炼铁的生产中,向其中加入燃料(焦粉或无烟煤)和熔剂(石灰石或石灰),使铁钛氧化物在弱还原或近中性 氧化性气氛中,经过高温焙烧造块,形成高炉炼铁所必须的熟料! 钒钛烧结矿。

改性含钛高炉渣盐酸浸出制备富钛料的研究的开题报告一、研究背景及意义钛是一种重要的金属元素，广泛应用于航空航天、冶金、化工等领域。

其中富钛料是制备钛金属及其合金的重要原料。

目前常规生产富钛料的方法主要是用氯化钛在氯化镁熔体中还原，制备成的富钛料含杂质较多，生产成本也相对较高。

改性高炉渣盐酸浸出制备富钛料成为一种新的制备方法。

高炉渣是炼钢过程中生成的一种含有大量钛的副产物，改性后可以提高钛的回收率，从而得到高质量的富钛料。

而盐酸浸出法则是利用盐酸溶解高炉渣中的钛物质，使得钛离子得到浸出。

因此，该研究对于提高富钛料的制备效率、降低生产成本具有重要意义。

二、研究目的本研究的目的是探究改性含钛高炉渣盐酸浸出制备富钛料的可行性和优化方法，以提高富钛料的制备效率和降低生产成本。

三、研究内容和方案1. 实验材料的制备和性质测试选取不同含钛高炉渣样品，对其进行改性处理后，进行浸出实验。

同时对原高炉渣和改性高炉渣进行物理、化学性质测试。

2. 盐酸浸出条件的优化在一定的实验条件下，通过改变盐酸溶液浓度、反应时间、温度、固液比等因素，对盐酸浸出过程进行优化。

3. 富钛料的制备和性质测试通过优化后的盐酸浸出方案制备出富钛料，并对其进行物理、化学性质测试，比较分析其与常规生产富钛料的差异和优缺点。

四、研究方法和技术路线1. 实验材料的制备和性质测试选取广泛应用的含钛高炉渣样品，对其进行改性处理采用硫酸浸出法、氧气氧化法，通过对原高炉渣和改性高炉渣进行元素分析、XRD、SEM、TG等的测试，评估改性高炉渣的适用性。

2. 盐酸浸出条件的优化选定改性高炉渣样品，探究盐酸溶液浓度、反应时间、温度、固液比等因素对盐酸浸出的影响，通过测定钛的回收率确定最佳方案。

3. 富钛料的制备和性质测试根据优化后的盐酸浸出方案制备富钛料，并进行物理、化学性质测试，比较其与常规生产富钛料的差异和优缺点。

五、研究预期结果本研究预期取得以下结果：1. 确定合适的改性方法，提高高炉渣中钛的回收率。

由含钛高炉渣低温酸碱法制取富钛料
龚银春;邱克辉;李俊翰;李君甫
【期刊名称】《矿冶工程》
【年(卷),期】2010(30)2
【摘要】根据攀枝花高钛型高炉渣的组分性能和特点,采用低温化学分离提取法,将含钛高炉渣中的其它主要杂质组分除去,使钛富集成可用于工业生产的富钛料.试验过程分2个步骤:第一步是将5～6 mol/L盐酸溶液按酸渣比为0.9～1.0的比例,在100 ℃下与空冷含钛高炉渣反应4 h,将主要的酸溶性组分镁、铝、钙等分离;第二步用NaOH与前面得到的主成分为钛和硅的过滤渣在碱渣比为0.5,100 ℃下反应2 h,将硅与钛组分分离,即得到含TiO2达73%左右的富钛料.
【总页数】4页(P79-82)
【作者】龚银春;邱克辉;李俊翰;李君甫
【作者单位】成都理工大学,材料科学技术研究所,四川,成都,610059;成都理工大学,材料科学技术研究所,四川,成都,610059;成都理工大学,材料科学技术研究所,四川,成都,610059;成都理工大学,材料科学技术研究所,四川,成都,610059
【正文语种】中文
【中图分类】TF111
【相关文献】
1.含钛高炉渣制取富钛料新工艺 [J], 刘晓华;隋智通
2.含钛高炉渣制备富钛料的研究 [J], 袁铁锤;刘洪贵
3.金属热还原含钛高炉渣制取合金及残渣的研究 [J], 侯世喜;柯昌明;李有奇;韩兵强;李楠
4.用含钛高炉渣制取TiCl的研究 [J], 张英禄
5.含钛高炉渣水解制取钛白的动力学研究 [J], 彭兵;余笛
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