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从含钛高炉渣中回收钛的基础研究

董海刚

   我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源,其共生钛的储量约占全国钛总储量的90.54%。在目前的生产流程中约53%的钛经选矿后进入钒钛磁铁精矿,经高炉冶炼后,钛几乎全部进入渣相,形成含TiO_222~25%的高炉渣,目前尚无经济有效的回收方法,造成大量的含钛高炉渣堆积,不仅浪费宝贵的钛资源,而且污染环境。 为解决含钛高炉渣的有效利用问题,本文在充分研究含钛高炉渣的物化特征的基础上,着重对含钛高炉渣中钙钛矿定向富集-分选和化学浸出进行了系统研究。 含钛高炉渣中钙钛矿定向富集-分选研究了添加剂、热处理制度对钙钛矿定向富集和晶体长大的影响规律。结果表明,添加剂CaO,CaF_2有助于CaTiO_3的析出和结晶长大。在碱度为R=3.0、CaF_2加入量为6%、焙烧温度1250℃(非熔融状态)、焙烧时间4h及冷却速度为10℃/min的条件下,钙钛矿的晶粒尺寸由10μm长大到40μm左右。研究了钙钛矿浮选分离的药剂制度,结果表明,在羟肟酸用量为12kg/t,可获得含量为50.21%(以TiO_2计)的富钛料,但是精矿回收率仍然较低。 含钛高炉渣化学浸出研究了硫酸浓度、反应时间、反应温度、原料粒度、液固比(L∶S)和搅拌速度对含钛高炉渣中TiO_2浸出率的影响。对水淬渣,一段浸出结果表明,对含钛高炉水淬渣,在硫酸浓度为50%,反应时间1h,反应温度100℃,液固比10∶1,原料粒度-0.5mm,搅拌速度400r/min的条件下,TiO_2浸出率可达到72.26%。在反应中出现了胶状物CaSO_4,影响了TiO_2浸出率的进一步提高。对自然冷却渣,在与处理水淬渣的酸浸工艺相当的条件下,TiO_2的浸出率仅仅40%左右。 含钛高炉水淬渣两段硫酸浸出结果表明,在反应温度100℃,原料粒度-0.5mm,搅拌速度400r/min的条件下,当第一段浸出过程中硫酸浓度为10%~15%,反应时间10~30min,第二段浸出过程中硫酸浓度为50%,反应2h,TiO_2浸出率达到80%以上。 含钛高炉渣化学浸出机理研究表明,对于水淬渣,渣中唯一结晶物相是钙钛矿,此外出现了因冷却过快导致结晶不完善的非晶态物质,粒度细,易碎,并且疏松多孔,浸出剂容易渗入微孔内部,接触面积大,具有良好的活性,有利于酸浸提钛;对自然冷却渣,结晶物相除钙钛矿外,还有大量结晶完善的硅铝酸盐,此类物质结构致密,难以与硫酸发生反应,导致自然冷却渣的溶出性能差。……   
[关键词]:含钛高炉渣;钙钛矿;定向富集;浮选;酸浸;活化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中南大学2006年
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