CN100362113C - 一种含钛高炉渣的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含钛高炉渣的处理方法，是以重量%比，TiO2大于16.03%含钛高炉渣为原料，经破碎、磁选、粉磨、在温度为800℃，强磁场为0.8～4.0特斯拉下，焙烧1小时，自然冷却之后再细磨至平均粒径为2μm以下；或者以重量%比，TiO2大于16.03%含钛高炉渣为原料，经破碎、磁选、粉磨、掺杂金属氧化物ZnO或CeO2，金属盐AgCl、在温度为800℃，强磁场为0.8～4.0特斯拉下，焙烧1小时，自然冷却之后再细磨至平均粒径为2μm以下。本发明工艺简单、流程短、成本低，处理过程中不产生二次污染，其处理后的物料可用作生产光催化材料的原料及其他各个技术领域，可以实现对含钛高炉渣整体、一次性、无新的废弃、无新的污染地生态化处理和利用，具有很好的社会效益和经济效益。

Description

一种含钛高炉渣的处理方法
技术领域
本发明涉及高炉冶炼生铁产生的炉渣的处理方法，具体涉及高炉冶炼钛铁矿产生的含钛高炉渣的处理方法。
背景技术
目前，国内外对含钛高炉渣的处理和应用均有大量的研究报导。
国外高炉冶炼使用的钛铁矿石由于含钛量均较低，一般含TiO2不超过3～4％，其高炉渣中所含TiO2一般都低于10％，因此，国外含钛高炉渣类似普通的高炉渣，在利用上不需要特殊的加工处理，完全是按普通炉渣加以利用。
我国钒钛磁铁矿储量较大，已探明为61.9亿吨。目前，我国已首先解决了其他国家尚未解决的利用高炉冶炼高钛型铁(钒)精矿生产生铁的技术难题。但是，对含钛高炉渣如何生态化地加以利用，仍然不断在进行探索和研究中。自20世纪70年代至今，特别是对攀西地区的含TiO2高炉渣的探索研究和应用，已有大量的报导。如有研究者，直接将含钛高炉渣作粗骨料配制成混凝土；也有将含钛高炉渣与水泥混合生产钛矿渣硅酸盐水泥，加以利用。这种处理方法未能充分利用炉渣中的钛资源；更多的研究者，将含钛高炉渣，采用提取冶金一类的方法，千方百计地从中提取“钛白”，再作为添加剂用于化工、造纸、陶瓷和涂料等行业。这些技术存在的主要问题是，工艺复杂、流程长、成本高、TiO2提取率低及难度大，而且这些方法在提取TiO2过程中又造成新的废弃和污染，因此至今仍没有对含钛高炉渣的利用实践。
发明内容
本发明的目的就是针对已有技术存在的缺陷，提供一种新的处理含钛高炉渣的方法，达到能整体、一次性、无新的废弃、无新的污染、生态化地利用含钛高炉渣。本方法工艺简单、流程短，成本低。
实现本发明目的的技术方案1是：以重量百分比TiO2含量大于16.03％的含钛高炉渣为原料，处理方法按如下步骤进行：
1)破碎：将上述含钛高炉渣原料破碎至1～5mm；
2)磁选：对破碎后的含钛高炉渣磁选除去铁；
3)粉磨：将除铁后的含钛高炉渣磨成细粉，粉末平均粒径为2μm以下；
4)强磁场活化：将上述含钛高炉渣细粉，在800℃温度，强磁场为0.8～4.0特斯拉条件下焙烧1小时，自然冷却至室温；
5)再粉磨：对上述处理后的物料，再细磨至平均粒径为2μm以下。
实现本发明目的的技术方案2是：以重量百分比TiO2含量大于16.03％的含钛高炉渣为原料，处理方法按如下步骤进行：
1)破碎：将上述含钛高炉渣原料破碎至1～5mm；
2)磁选：对破碎后的含钛高炉渣磁选除去铁；
3)粉磨：将除铁后的含钛高炉渣磨成细粉，粉末平均粒径为2μm以下；
4)掺杂混料：金属氧化物是ZnO或CeO2，加入量是总物料量的0.5～1.5wt％，金属盐是AgCl，加入量是总物料量的5～10wt％，将要掺杂的金属氧化物或金属盐磨至平均粒径达2μm以下，再掺到含钛高炉渣细粉中，再混合均匀；
5)强磁场活化：将上述含钛高炉渣细粉，在800℃温度，强磁场为0.8～4.0特斯拉条件下焙烧1小时，自然冷却至室温；
6)再粉磨：对上述处理后的物料，再细磨至平均粒径为2μm以下。
本发明显著的优点和产生积极效益是：
1)本发明处理含钛高炉渣的工艺方法简单、流程短、生产成本较已知技术有较大的降低。
2)含钛高炉渣经本发明方法处理后的产品可以广泛用于各个不同技术领域，如用于作为生产光催化材料的原料，其工艺简便、制造成本低，产品可广泛用于建材、医药卫生、化工等领域。
3)本发明处理含钛炉渣过程中，不产生二次污染，其高炉渣得到整体一次性生态化的利用，解决了大量含钛炉渣的堆放给环境带来的污染，而且有效地开发利用了我国有限的钛资源，具有很好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
例1：采用攀钢渣，其中TiO2为23.16wt％，含Fe约1.85wt％，含SiO2 24.01wt％，MgO7.47wt％，Al2O3 13.49wt％，CaO 27.19wt％，V2O5 0.23wt％为原料。经过下述工序：
1)破碎：选用粉碎机将高炉渣破碎至1～5mm；
2)磁选：用磁铁去除渣中的金属铁；
3)粉磨：用球磨研磨8小时左右，其平均粒径为2μm以下；
4)掺杂混料：加入0.5wt％的ZnO微粉，用球磨机研磨至平均粒径达2μm以下，与含钛高炉渣细粉混匀；
5)焙烧活化：将上述混合物料在4.0特斯拉的强磁场，加热至800℃，保温1小时条件下，进行活化处理，之后自然冷却至室温；
6)再粉磨：用球磨机研磨至平均粒径达2μm以下；
7)密封、包装。
使用上述所得产品进行污水处理，喷涂该光催化材料的面积为20cm2制品，实验用惰性染料亚甲基蓝稀水溶液(浓度为5mg/L)中的染料亚甲基蓝的降解率来评价光催化材料的光催化效果，在辐照强度大于200μw·cm-2紫外光(波长254nm)照射下，2小时后染料亚甲基蓝的降解率可以达60～70％。
例2：采用攀钢渣，成份同实施例1。
处理方法中磁场强度为1.0特斯拉，粉磨后未掺杂氧化物或金属盐，其他工艺步骤同实施例1。
按实施例1试验方法，2小时后染料亚甲基蓝的降解率可以达49～55％。
例3：采用承德钢铁公司高炉渣作原料，经化验该渣中含TiO2为16.03wt％，含Fe约0.40wt％，MgO 14.89wt％，Al2O3 24.94wt％，CaO 32.12wt％。粉磨后未作任何掺杂，其他工艺步骤同实施例1。按实施例1试验方法，2小时后染料亚甲基蓝的降解率可以达45～53％。
例4：采用承德钢铁公司高炉渣作原料，成份同实施例3。处理方法同实施例2。按实施例1试验方法，2小时后染料亚甲基蓝的降解率可以达42～48％。
例5：采用攀钢渣，成份同实施例1。
处理方法中加入1.5wt％的CeO2微粉作为掺杂，其他与实施例1相同。
按实施例1试验方法，2小时后染料亚甲基蓝的降解率可以达60～66％。
例6：采用攀钢渣，成份同实施例1。处理方法中未作掺杂，其他与实施例1相同。
取处理后的产品，每份以0.75g为标准。选择0.75g是考虑到样品的重量对肉膏蛋白胨琼脂培养基的影响，因为在较大压力下培养基很容易受到破坏，从而影响实验结果的准确性。为了改善渣料粉末的成型性，在压片时加入适量的无水乙醇，混匀后使用Φ12mm的模具在10MPa的压力下成型，然后放入烘箱中于80℃条件下烘干使用。
抗菌性实验主要考虑产品对大肠杆菌的灭杀作用，菌株采用国际标准的大肠埃希菌(ATCC8099为标准菌株)。经过浓度配比后，选用浓度为106CFU/ml的大肠杆菌菌液作为实验对象。将细菌液均匀涂在含有肉膏蛋白胨琼脂培养基的无菌培养皿里，使其形成均匀的菌液膜，然后将样品轻轻放置在培养皿中，整体放入培养箱内于37℃下培养18小时，观察样品周围的细菌生长情况，并测量抑菌环。实验结果：抑菌环平均厚度3.8mm。
例7：采用承钢渣作原料，成份同实施例3。处理方法掺杂5wt％的AgCl，其它同实施例2。抗菌实验方法同实施例6，实验结果：抑菌环平均厚度3.3mm。
例8：采用承钢渣作原料，成份同实施例3。处理方法掺杂10wt％的AgCl，其它同实施例2。抗菌实验方法同实施例6，实验结果：抑菌环平均厚度3.5mm。

Claims (3)

1.一种含钛高炉渣的处理方法，其特征在于以重量百分比，TiO2含量大于16.03％的含钛高炉渣为原料，处理方法按如下步骤进行：
1)破碎：将上述含钛高炉渣原料破碎至1～5mm；
2)磁选：对破碎后的含钛高炉渣磁选除去铁；
3)粉磨：将除铁后的含钛高炉渣磨成细粉，粉末平均粒径为2μm以下；
4)强磁场活化：将上述含钛高炉渣细粉，在800℃温度，强磁场为0.8～4.0特斯拉条件下焙烧1小时，自然冷却至室温；
5)再粉磨：对上述活化、冷却后的物料，再细磨至平均粒径为2μm以下。
2.一种含钛高炉渣的处理方法，其特征在于以重量百分比，TiO2含量大于16.03％的含钛高炉渣为原料，处理方法按如下步骤进行：
1)破碎：将上述含钛高炉渣原料破碎至1～5mm；
2)磁选：对破碎后的含钛高炉渣磁选除去铁；
3)粉磨：将除铁后的含钛高炉渣磨成细粉，粉末平均粒径为2μm以下；
4)掺杂混料：加入金属氧化物ZnO或CeO2，或者金属盐AgCl，掺杂前用球磨机研磨至平均粒径达2μm以下，再与含钛高炉渣细粉混匀；
5)强磁场活化：将上述含钛高炉渣细粉，在800℃温度，强磁场为0.8～4.0特斯拉条件下焙烧1小时，自然冷却至室温；
6)再粉磨：对上述活化、冷却后的物料，再细磨至平均粒径为2μm以下。
3.按照权利要求2所述的一种含钛高炉渣的处理方法，其特征在于所述要掺杂的金属氧化物ZnO或CeO2的加入量是总物料量的0.5～1.5wt％，金属盐AgCl的加入量是总物料量的5～10wt％。
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