[发明专利]一种钛渣冶炼除尘灰的利用方法

说明书

本发明提供一种钛渣冶炼除尘灰的利用方法，包括由钛精矿和除尘灰构成的钛原料，其中包括以下步骤：将钛精矿和92％的浓硫酸输送至钛精矿预混料仓，并使其混合均匀；将除尘灰、分散剂和润湿活性助剂输送至除尘灰预混料仓，并使其混合均匀；先将钛精矿和92％的浓硫酸的预混物投入酸解锅，然后再将除尘灰、分散剂和润湿活性助剂的预混物投入酸解锅，之后进行酸解反应。本发明的高效回收利用钛渣冶炼除尘灰中的钛及铁的方法，可提高除尘灰中铁、钛等有价元素的回收率，该方法操作简单、安全，经济效益明显，消除了除尘灰堆放时对生态环境的影响。

技术领域

本发明涉及钛渣副产物综合利用领域，尤其涉及一种钛渣冶炼除尘灰的利用方法。

背景技术

钛渣作为硫酸法钛白、氯化法法钛白及海绵钛的重要生产原料，随着钛应用领域越来越广泛，对钛渣的需求量也越来越大。

钛渣是由钛精矿与还原剂(焦炭、无烟煤等)在密闭或者非密闭的电炉中进行冶炼，冶炼过程中不可避免将会产生部分烟尘，因此生产过程中会收集到大量的除尘灰。据某钛渣冶炼厂统计，每生产一吨钛渣约产生85～100kg的除尘灰。通过化学组成分析及岩相分析等，结果表明除尘灰化学组成为FeO、TiO₂、Fe₂O₃、MgO、MnO、CaO、Al₂O₃、SiO₂、C、Fe和S等，其含量分别约为23～30％、23～28％、4～8％、11～12％、2.5～2.6％、1～1.5％、1～1.4％、21～25％、0.5～1.0％、0.5～1.0％和0.5～1.0％。物相组成为钛灰石、黑钛石、钛铁矿、钛辉石+雌黄铁矿、铁板钛矿、雌黄铁矿+磁铁矿、玻璃质、钛磁铁矿、氧化铝、单质铁、镁橄榄石和硅，其含量分别约为85～95％、1～3％、1～3％、1～2％、2～5％、0.01～0.1％、0.3～0.5％、0.1～0.5％、0.2～1％、0.1～0.2％和0.01～0.1％。因此综合钛渣冶炼的除尘灰的化学组成及物相组成结果可以得出其组成非常复杂，其包括了未冶炼原料钛精矿、焦炭，生产过程中间产物如钛辉石、雌黄铁矿等和冶炼产物钛渣及单质铁等。通过SEM电镜分析可知，除尘灰的粒度较小，其粒度≤5μm。为了实现钛渣冶炼除尘灰回收利用，钛渣冶炼企业考虑过将除尘灰制成球团，增加其粒度，然后返回钛渣冶炼系统，但最后因其会对钛渣产品质量会产生不良影响及生产成本过高，而停止了相关工业应用。钛渣冶炼企业也将其作为钛原料混合在钛渣或钛精矿中进行售卖，但应用之后出现了相关钛原料酸解率下降及酸解冒锅等一系列技术难题，因此硫酸法钛白生产企业不愿意接受该钛原料。综上所述，除尘灰化学成分复杂，二氧化钛品位不高，而SiO₂含量高且粒度严重偏细，使得其无法作为硫酸法钛白钛原料或者返回钛渣冶炼工序。因此，现有技术中的钛渣冶炼企业将除尘灰作为固废进行堆放处理，这造成了严重的资源浪费及生态环境破坏等。

因此，急需开发一种能够有效利用钛渣冶炼过程中的副产物除尘灰中有益成分的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钛渣冶炼除尘灰的利用方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种钛渣冶炼除尘灰的利用方法，包括由钛精矿和除尘灰构成的钛原料，其中包括以下步骤：

将钛精矿和92％的浓硫酸输送至钛精矿预混料仓，并使其混合均匀；

将除尘灰、分散剂和润湿活性助剂输送至除尘灰预混料仓，并使其混合均匀；

先将钛精矿和92％的浓硫酸的预混物投入酸解锅，然后再将除尘灰、分散剂和润湿活性助剂的预混物投入酸解锅，之后进行酸解反应。

进一步地，除尘灰与钛精矿的质量比为5:100-15:100。

进一步地，92％的浓硫酸与钛原料的质量比为1.52-1.58。