[发明专利]一种去除酸溶钛渣中钒锰铬杂质的方法

说明书

本发明公开了一种去除酸溶钛渣中钒锰铬杂质的方法，包括：将钛铁矿或钛铁矿预还原产品、还原剂、含镁添加剂加入电炉中进行冶炼，冶炼温度为1600～1800℃，促使冶炼中钒锰铬还原进入半钢，渣铁分离后可得到含钒锰铬的半钢以及酸溶钛渣，控制冶炼过程中造渣制度：渣中TiO₂含量≥74wt％，氧化镁含量为10～16wt％，FeO含量≤5wt％。本发明的提出的造渣方法，提高钛渣氧化镁含量，降低亚铁含量，渣中钒、锰、钛杂质的还原进入铁水，可去除渣中对后续钛白粉生产有害的钒、锰、铬杂质，钒、锰的去除率大于90％，铬的去除率大于85％，有利于提高后续硫酸法钛白粉品质，解决了电炉冶炼钛铁矿制备酸溶钛渣过程钛渣中钒锰铬等杂质高的技术问题。

技术领域

本发明属于钛渣冶炼技术领域，具体涉及一种去除酸溶钛渣中钒锰铬杂质的方法。

背景技术

钛白粉具有化学性质稳定、遮盖力强、着色力强、分散性好等特点，是一种不可替代的高档功能性白色颜料，广泛应用于涂料、橡胶、造纸等领域，全球约90％的钛原料被用于生产钛白粉。

钛白粉的工业化生产方法主要有氯化法和硫酸法两种，氯化法仅能生产金红石型钛白粉，对原料要求高，需采用TiO₂≥90％，CaO0.2％，MgO1.0％的高品质富钛料。硫酸法可生产锐钛型和金红石型两种钛白粉产品，该工艺要求采用酸解性良好的钛铁矿或酸溶渣作为原料。硫酸法具有原料丰富、价廉易得以及工艺成熟、设备简单和易于操作等优点。虽然该工艺存在流程长，属间歇操作，废副产物排放量大等不足，但该工艺生产的锐钛型钛白粉是功能型钛白粉如光催化应用的必需产品，因此硫酸法仍有存在和发展的必要。

目前，我国约90％的钛白粉采用硫酸法生产，生产过程除钛以外的其他部分杂质元素也被酸解，增加了酸耗，产生大量废酸及残渣，环境污染严重。钛铁矿冶炼所得的酸溶渣与原矿相比，具有更高的钛品位及较低的杂质元素含量，有利于降低硫酸法酸耗及排放。因此，采用酸溶钛渣中作为硫酸法钛白的原料对降低酸耗、环境保护都具有重要的意义。

随着我国钛铁矿资源的不断开采，其品质有所下降，钒、铬、锰等对后续钛白粉色度有不利影响的杂质元素含量增加，特别是攀西地区的红格矿区的钒钛磁铁矿资源含有较高含量的铬元素。这些杂质元素在硫酸法钛白生产过程中均需要很长的复杂流程进行脱除，增加了生产成本，如能在酸溶钛渣制备过程进行杂质脱除，则有利于后续硫酸法钛白节能降耗、提高经济效益。

目前电炉冶炼钛铁矿制备钛渣过程为降低冶炼温度、控制钛氧化物还原，为保证渣铁顺利分离和冶炼顺行，渣中留有较高含量的亚铁，这一方面影响铁的回收，另一方面，会造成后续硫酸法生产钛白粉时产生的硫酸亚铁会增多，影响到钛白粉的质量。此外，由于当前造渣制度需要保持渣中较高含量的亚铁，炉内还原势较低，钛铁矿中的钒、铬、锰等大部分进入渣中，这些杂质元素脱除率低于40％，这些元素对后续硫酸法钛白生产具有不利影响，会增加后续处理流程及钛白粉生产成本。

专利(CN 201210000284.5)公开了一种钛铁矿直接还原制取富钛料和粒铁的方法，技术方案为：钛铁矿与还原剂、添加剂充分混合，混合后的含碳物料进入还原设备中进行加热还原，还原后的产物出炉后立即进行水淬，水淬冷却筛分出粒铁，水淬冷却筛选出粒铁后，再对物料进行磨矿磁选，选出含铁粉料；磁选后的富钛物料可为生产四氯化钛、钛白粉和海绵钛产品提供优质原料。由于该专利中的还原温度低(1200～1400℃)，其原理是将钛铁矿在固态条件下进行选择性还原，还原后得到金属化产品，再经细磨、磁选获得直接还原铁粉和富钛料。但是还原-磨选法要求还原过程金属化率要大于90％，并且为保证分选效果，铁晶粒要长大到一定粒度，由于钛铁矿难还原，为达到上述要求，必须在比普通矿高得多的温度下进行还原，因此，在实际生产应用中，还原-磨选法无法与高炉法和电炉法相比，工业应用难度非常大。同时，由于还原温度低(1200～1400℃)，钒锰铬等杂质元素只有少量还原进入铁中，无法实现钛渣杂质元素的脱除，所得钛渣产品对后续钛白粉生产有不利影响。

发明内容