[发明专利]一种从含钛高炉渣中选择性微波富集、提取钛的方法

说明书

本发明公开了一种从含钛高炉渣中选择性微波富集、提取钛的方法。其技术方案是：将含钛高炉渣破碎，磨矿，脱水，干燥；将干燥后的钛渣置入管式气氛炉，先以15～20℃/min的速率升温至400～500℃，再以10～15℃/min的速率升温至800～1000℃，然后以5～10℃/min的速率升温至1200～1300℃，保温1～2h，随炉冷却，得到熔融冷却钛渣；将熔融冷却钛渣置入微波马弗炉以100～120℃/min速率加热至1100～1200℃，保温；水淬，磨矿，分选，得到钛酸钙产品。所述钛酸钙产品的CaTiO₃的含量大于等于80wt％，钛的回收率大于等于82.32％。本发明工艺简单、生产成本低、绿色环保、钛的回收率高和含钛高炉渣处理量大；用该方法得到的产品的CaTiO₃含量高。

技术领域

本发明属于从含钛高炉渣中提取钛的技术领域。具体涉及一种从含钛高炉渣中选择性微波富集、提取钛的方法。

背景技术

钛资源主要以钛铁矿(FeTiO₃)和金红石(TiO₂)两种形式存在，其中钛铁矿储量占94wt％。然而，钛铁矿(FeTiO₃)中一半以上的钛经高炉冶炼后进入含钛高炉渣中。由于钛在含钛高炉渣中分布分散，矿物之间的连生状态普遍，且含钛矿物熔点高、粒度细，因此从含钛高炉渣中提取钛的难度大，进展十分缓慢。目前，从含钛高炉渣中提取钛的方法有酸浸、熔盐分解和碳化-氯化法：以浓硫酸为浸出剂进行酸浸提取钛时，不仅酸消耗量大，环境污染严重，且后续处理复杂；熔盐分解法生产成本高，工艺能耗高；碳化-氯化法虽经氯化处理后可转变为TiCl₄，但高规格的设备防腐和密封要求，使其广泛应用受到了限制。

以上方法均存在酸消耗量大、环境污染严重、生产成本高以及对设备防腐和密封要求高等问题，因此，研究人员对含钛高炉渣的利用进行了新的探索，如：

“一种用缓冷含钛高炉渣制备CaTiO₃复合材料的方法”(CN102583515A)专利技术，该技术以CaTiO₃作为钛的载体实现了对含钛高炉渣的提钛利用，虽工艺简单并且产品中CaTiO₃含量较高(达到87wt％)，但该技术需要使用大量的NaNO₃(NaNO₃与含钛高炉渣的质量比为(1～3)：4)，且需要用到一定量的稀盐酸，因此存在生产成本高和环境污染等问题。

“从含钛渣中分离钛组分的方法”(CN1253185A)专利技术。该技术在未使用酸/碱试剂的条件下虽将含钛高炉渣中的钛以CaTiO₃的形式实现了分离。但该技术需要用到1～3％的添加剂(Cr₂O₃、MnO₂、CaF₂、P₂O₅、Si₃N₄、SiC、TiC、FeS、NiS、MnS、TiN中的一种以上)，生产成本较高；且所得产品中CaTiO₃的含量低(≤72.64％)，同时钛的回收率不足50％，对钛的提取效果较差。

“一种微波辐照高钛渣制备酸溶性钛渣的方法”(CN101787431A)专利技术，该技术虽采用微波从含钛高炉渣提取CaTiO₃，但仍然需要使用硫酸浸出，因此存在生产成本高和环境污染的问题。同时微波只起到使TiO₂及FeTiO₃转变为CaTiO₃的改性作用，并未实现对CaTiO₃的分离提取，后续的分离提取工作仍然是依赖酸浸完成的，微波只起到了辅助的预处理作用。