由攀钢含钛高炉渣制取二氧化钛

1.3二氧化钛的制备方法1.3.1常规二氧化钛制备方法二氧化钛的工业化生产方法有两种：硫酸法和氯化法。

1）硫酸法用硫酸酸解含钛矿物，得到硫酸氧钛溶液，经纯化和水解得到偏钛酸沉淀，再进入转窑焙烧产出二氧化钛颜料产品，是非连续生产工艺，工艺流程复杂，需要20道左右的步骤，排放废弃物较多。

晶型转变需更多操作步骤，采用的焚烧工艺需要消耗大量能源［9］。

硫酸法工艺主要包括以下几个步骤：除杂：FQ6+3H2SCH=Fe2（SO4）3+3H2O, TiO2+2H2SO4=Ti（SO4）2+2H2O 然后：Fe+F&（SO4）3=3Fe2 SO4调PH 至5-6,使Ti（SO4）2水解：Ti（SO4）2+3H2O=H2TiO3 J +2H2SO4过滤沉淀加热得到TiO2：H2TiO3= TQ2+H2O T2）氯化法氯化法是以钛铁矿、高钛渣、人造金红石或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，再进行气相氧化；速冷后，经过气固分离得到二氧化钛。

由于没有转窑焙烧工艺形成的烧结，其二氧化钛原级粒子易于解聚，所以在产品精制的过程较硫酸法大幅度节省能量［10］0 氯化法工艺主要包括以下几个步骤：先用盐酸除杂：Fe2O3+6HCI=2FeCl3+3H2O过滤洗涤然后加焦炭和氯气：TiO2 （粗）+C+2Cl2=TiCl4（气）+CO2 冷却、收集TiCl4 （液）小心水解：TiCl4+3H2O =H2TiO3+4HCl加热提纯得到精制二氧化钛：H2TiO3=TiO2（精）+H2O T1.3.2微细二氧化钛的制备工艺粉体的超微细加工通常有物理方法和化学方法两大类。

物理加工法是将粗粒子粉碎得到微粉体的方法。

虽然目前粉碎技术已有改进，但粉碎过程很容易混入杂质，很难制备1ym以下的超微粒子。

化学法是由离子、原子形核，然后再长大，分两步过程制备微粒子的方法，这种方法易得到粒径1ym以下的超微粒子。

微细二氧化钛的制备主要包括气相法和液相法。

含钛高炉渣制备二氧化钛晶须的研究钛高炉炉渣是一种工业废弃物，然而，它可以通过一系列的研究和处理工艺转化为具有重要应用价值的材料，比如二氧化钛晶须。

二氧化钛是一种多功能的材料，具有广泛的应用潜力，包括催化剂，光催化剂，生物医学材料等。

为了制备二氧化钛晶须，首先需要对含钛高炉炉渣进行表征和分析。

炉渣的主要成分是富含二氧化钛的铁钛矿，同时还含有少量的杂质元素。

分析炉渣的成分和形态可以为后续的处理和制备工艺提供基础。

制备二氧化钛晶须的一种方法是通过热处理炉渣。

炉渣在一定温度下进行高温处理，使其转化为二氧化钛晶须。

研究表明，高温处理时，炉渣中的硅酸盐和钛酸盐会发生反应，生成二氧化钛晶须。

温度和时间是影响二氧化钛晶须生长的重要参数，可以通过调控这两个因素来控制二氧化钛晶须的尺寸和形态。

此外，添加剂的引入也是制备二氧化钛晶须的重要方法之一、添加剂可以改变炉渣的成分和结构，从而促进二氧化钛晶须的生长。

研究发现，一些添加剂，如氟化钠和氯化钠等，可以显著提高二氧化钛晶须的产率和质量。

在制备得到二氧化钛晶须后，需要对其进行表征和性能测试。

常用的技术包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等。

这些技术可以提供关于二氧化钛晶须的形貌、尺寸、结构和晶体学信息。

此外，二氧化钛晶须的物理、化学和光学性质也需要进行测试，以评估其在不同领域的应用潜力。

根据以上的研究方法和步骤，可以制备出具有良好结晶性和表面形貌的二氧化钛晶须。

这些二氧化钛晶须可以被用作催化剂，在有机物降解和污水处理等领域具有潜在应用；同时，它们还可以用作光催化剂，用于光催化水分解、光催化降解有机物和抗菌等方面的研究。

此外，二氧化钛晶须还可以通过合适的处理方法制备成生物医学材料，用于骨的修复和组织工程等方面。

因此，通过对含钛高炉炉渣的研究和处理，可以制备出具有重要应用价值的二氧化钛晶须。

这种方法不仅可实现工业废弃物的有效利用，而且为二氧化钛晶须在催化、光催化和生物医学等领域的应用提供了新的研究和发展方向。

氨水沉淀法由含钛滤液提取二氧化钛张悦;王思佳;薛向欣【摘要】以含钛高炉渣为原料,经硫酸铵熔融法得到含钛滤液,然后以氨水为沉淀剂,控制pH值使钛水解,水解产物经600℃煅烧2h得到二氧化钛.考察了螫合剂的加入量、溶液pH值和反应时间对钛沉淀率的影响,实验结果表明:反应过程中铁与钛发生共沉淀,造成二氧化钛产物中的铁含量过高.EDTA几乎完全抑制了铁的沉淀,明显降低了二氧化钛产物的全铁含量；2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸的加入降低了产物中二氧化硅的含量,提高了产物中二氧化钛的含量.当2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸与硅的摩尔比为1,EDTA与铁的摩尔比为3,pH值为2.0,反应时间为90 min时产物中二氧化钛的含量为96.35％.%Extraction of titanium dioxide from titanium-bearing blast furnace slag was studied. Firstly, the titanium-bearing blast furnace slag reacted with ammonium sulfate to obtain NH3 and TiOSO4 solution, and then titanium dioxide was precipitated from TiOSO4 solution by using ammonium as precipitant. Finally, the filtered precipitate was calcined in a muffle furnace at 600℃ for 2 h. The effects of quantities of chelate reagent added, pH and holding time on the precipitation rate of titanium were investigated. The results showed that the precipitation rate of titanium, aluminum and iron increased with increasing solution pH since NH3 was used as precipitant and during this stage iron ion hydrolyzed to form Fe(OH)3. The hydrolysis of Fe3+ was restrained by EDTA addition into the solution. At the same time, the content of iron in production decreased and the content of TiO2 increased. The precipitation of silicon was restrained by citric acid (a novel additive) addition into the solution. At thesame time, the content of silicon dioxide in production decreased and the content of TiO2 increased. The TiO2 content of the production increased with increasing EDTA/Fe3+ molar ratio. TiO2 with purity 96. 35% was obtained when EDTA/Fe3+ molar ratio increased to 3, citric acid /Si molar ratio was 1, solution pH was 2. 0 and holding time was 90 min.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2012(063)010【总页数】5页(P3345-3349)【关键词】含钛高炉渣;二氧化钛;水解;沉淀【作者】张悦;王思佳;薛向欣【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;沈阳化工研究院有限公司农药研究所,辽宁沈阳110021;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TF111.3引言二氧化钛被广泛用于制作颜料、耐火材料、光催化剂、化妆品、药物制剂及食物制品［1］。

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。

2008年东区储备项目—高钛型高炉渣钛资源回收及综合利用新技术目录一、项目背景 (2)二、项目可行性研究 (6)三、经济效益核算 (10)四、环境保护 (13)五、结论 (14)一、项目背景攀枝花是世界著名的钒钛之都，其钛储量占国内已探明的储量的90.54%，世界已探明的储量的35.17%，潜在经济价值达8万亿美元。

但是，由于现有钢铁生产工艺的因素，只能利用钒钛磁铁矿中钛含量的20%，铁精矿中的二氧化钛经高炉冶炼，基本进入高炉渣中，最后随渣一起弃为废物。

攀钢高炉渣中的二氧化钛含量达22～23%，以攀钢年产400万吨铁计，每年产出的高炉渣320万吨，其中约有90万吨的TiO2，按目前市场价算直接经济损失达50多亿元，攀钢至今已累计排放5000多万吨含钛高炉渣，除其中一小部分用于作建筑材料外，其余部分都堆积在两个渣场内，目前钛资源的综合利用率还不到15%，应该说，攀钢钛资源主要在高炉渣中，潜在经济价值就这么白白的流失掉了，大量的含钛高炉渣堆积成山，既浪费了资源又污染了环境。

因此，合理有效地利用攀钢含钛高炉渣，将具有重大的经济价值和社会效益。

国外高炉冶炼使用的钛铁矿石，含钛量均较低，一般含TiO2量不超过3%~4%，其高炉渣中所含的TiO2量，一般都低于10%，因此，国外含钛高炉渣类似于普通高炉渣，在使用上没有多大的困难，不需要特殊的加工和处理，完全按普通的高炉渣加以利用。

国外没有类似攀钢含二氧化钛如此高的高炉渣，仅苏联卡契卡纳尔的高炉渣含TiO2达17%，但其对从高炉渣中提取二氧化钛的方法也没作过多研究。

德、美、日等国的一些专家曾对从攀钢高炉渣提钛进行过研究，结果几乎一致认为难度大，未形成有效的解决方案。

因此，从攀钢高炉渣中分离钛属世界性难题。

国家对攀枝花资源开发利用的最大期望是实现钛的提取和利用，对于提取二氧化钛国内作了大量的研究，开辟了一系列新方法。

1、用攀钢熔融状态的高炉渣加碳粉将渣中的二氧化钛（22%左右）还原碳化成碳化钛、碳氧化钛，冷却，破碎后，在氯化炉进行选择氯化，得到四氯化钛。

高钛高炉渣酸浸液沸腾水解制备偏钛酸的过程动力学研究摘要：攀枝花钢铁厂高炉冶炼产生的水淬高钛高炉渣经浓硫酸焙烧、稀硫酸浸取后获得富含Ti4+的浸取液，通过沸腾水解法可将浸取液中的可溶性Ti4+转化成H2TiO3沉淀。

为探究酸浸液沸腾水解制备H2TiO3的过程动力学行为，研究了底液pH和水解温度在不同反应时间下对Ti4+水解率的影响，并采用Avrami模型和生长动力学模型模拟水解过程，结果显示Ti4+的水解过程更符合Avrami动力学模型，证明H2TiO3的形成速率主要由颗粒形核过程控制。

通过Arrhenius方程拟合计算得到的水解反应的表观活化能为197 930 J/mol，并获得了水解过程的半经验式动力学方程。

关键词：高钛高炉渣；酸浸液；沸腾水解；偏钛酸；动力学0 引言攀枝花钢铁厂在利用钒钛磁铁矿炼铁的同时会产生一种TiO2质量分数在18%～22%的工业固体废弃物——高钛高炉渣。

当前我国对高炉渣主要采取渣场堆积的方式处理，此方法存在占地面积大、污染环境、对周围人畜健康会造成潜在威胁等问题。

因此，探寻高钛高炉渣的有效处理方式很有必要。

高钛高炉渣中钛含量较高，在资源化过程中很难直接用于建筑材料，因此相较于将高钛高炉渣整体用作制备某种材料的原料而言，我国学者对高钛高炉渣的研究主要集中在更有研究意义和经济价值的提钛利用方面。

提钛工艺中的硫酸法提钛，因其工艺技术成熟、反应稳定易控制、操作简单、可以同时提取多种有价组分[7]，特别是对钛具有较高的提取率，而迅速成为研究的热点。

采用硫酸处理高钛高炉渣，可将渣中的固相Ti转化为可溶的Ti4+，对于含Ti4+的酸浸液，可以采取沸腾水解的方法实现钛的沉淀。

而Ti4+的水解沉淀过程则是分离提取Ti4+的决定性步骤，适宜的水解条件可以最大化促进Ti4+转化成偏钛酸并保证反应产物具有良好的粒子性能，以实现后续固液相的高效过滤分离。

因此，探究适宜的水解条件从而提高水解率和保证水解产物的质量，对于实现高钛高炉渣中Ti的高效提取与利用，达到废物处理与资源化利用的双重目的具有重要意义。