CN104016598A

CN104016598A - 提钛尾渣的除氯方法

Info

Publication number: CN104016598A
Application number: CN201410279998.3A
Authority: CN
Inventors: 龙盘忠; 陆平; 刘森林; 李良; 王建鑫; 王云
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2014-09-03

Abstract

本发明涉及提钛尾渣的除氯方法，属于钛业尾渣处理领域。本发明要解决的技术问题是提供一种提钛尾渣的除氯方法。本发明提钛尾渣的除氯方法，包括如下步骤：a、将提钛尾渣与水混合水洗、过滤，得到一级残渣和一级滤液；b、将一级残渣煅；c、将煅烧后的一级残渣与水混合水洗、过滤，得到二级残渣和二级滤液；d、将二级残渣煅烧；e、将煅烧后的二级残渣与水混合水洗、过滤，得到三级残渣和三级滤液；f、将三级残渣煅烧，即得含氟量低于0.05％的提钛尾渣。经本发明除氯方法处理后的提钛尾渣，可作为一般建筑材料使用，实现了资源的二次利用；同时本发明方法具有操作简单，成本低廉，无污染等优点。

Description

提钛尾渣的除氯方法

技术领域

本发明涉及提钛尾渣的除氯方法，属于钛业尾渣处理领域。

背景技术

攀枝花钒钛磁铁矿有一定的特殊性，在高炉冶炼过程中产生的高炉渣中有效TiO₂含量在20％左右，在回收高炉渣中钛资源的同时，同样产生了大量的提钛尾渣，由于经过低温氯化工序，提钛尾渣中含有氯离子盐，不能直接作为工程建筑材料的原料，因此提钛尾渣必须经过无害化除氯后方可大规模综合利用，实现高炉渣高温碳化-低温氯化提钛工艺的彻底贯通。

经过各项试验数据显示，在高炉渣经过高温碳化-低温氯化得到提钛尾渣中氯离子含量为2.89％左右，如不将以去除，提钛尾渣不能够作为混凝土掺合料用于建筑行业，并且含氯提钛尾渣堆放也将对环境造成极大污染。

目前，传统除氯方法采用水洗除氯，其方法成本较高，并且其水溶液容易造成二次环境污染，均没有实现真正除氯方法。

因此，寻找一种成本低廉、对环境友好的提钛尾渣的除氯方法，显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提钛尾渣的除氯方法。

本发明提钛尾渣的除氯方法，包括如下步骤：

a、将提钛尾渣与水按重量比0.5～1.5:0.5～1.5混合水洗、过滤，得到一级残渣和一级滤液；

b、将一级残渣于750～900℃煅烧20～40min；

c、将煅烧后的一级残渣与水按重量比0.5～1.5:0.5～1.5混合水洗、过滤，得到二级残渣和二级滤液；

d、将二级残渣于650～745℃煅烧20～40min；

e、将煅烧后的二级残渣与水按重量比0.5～1.5:0.5～1.5混合水洗、过滤，得到三级残渣和三级滤液；

f、将三级残渣于500～645℃煅烧20～40min，即得含氟量低于0.05％的提钛尾渣。

进一步的，作为优选方案，所述a步骤中，按质量比，提钛尾渣:水＝1:1。

优选地，所述b步骤中，一级残渣于800℃煅烧30min。

进一步的，所述c步骤中，按质量比，煅烧后的一级残渣:水＝1:1。

进一步的，作为优选方案所述d步骤中，二级残渣于700℃煅烧30min。

优选地，所述e步骤中，按质量比，煅烧后的二级残渣:水＝1:1。

进一步的，所述f步骤中，三级残渣优选于600℃煅烧30min。

进一步的，作为优选方案，所述提钛尾渣的除氯方法中还对滤液进行后处理，后处理方法为：将一级滤液、二级滤液和三级滤液合并，加入氨水，得沉淀物；其中，按重量比，氨水:滤液＝0.1～0.5:1～5。

其中，上述沉淀物的处理方式为：

1)、将沉淀物加热到40-50℃，得氯化钙和氨气；

2)、将沉淀物干燥，得八氨合氯化钙产品。

进一步的，上述提钛尾渣的主要成分为：FeO1.63％、Fe₂O₃＜0.5％、SiO₂26.75％、Al₂O₃20.14％、CaO31.19％、MgO8.01％、TTi3％、TiC1.4％、Cl2.89％。

本发明有益效果：

1、经本发明除氯方法处理后的提钛尾渣，其氯含量低于0.05％以下，可作为一般建筑材料使用，实现了资源的二次利用；

2、本发明提钛尾渣的除氯方法，操作简单，成本低廉，最终产品和副产品均可以再次利用，无污染，对环境友好，对提钛尾渣水溶液进行清洁循环使用，即提钛尾渣实现了无害化处理；

3、本发明提钛尾渣的除氯方法亦可以用于其它行业除氯，对于治理氯污染，具有积极意义。

具体实施方式

本发明提钛尾渣的除氯方法，包括如下步骤：

b、将一级残渣于750～900℃煅烧20～40min；

d、将二级残渣于650～745℃煅烧20～40min；

提钛尾渣的成分主要以CaO、SiO₂、Al₂O₃为主，同时含有大量的Cl离子，一般以钙镁的氯化物形式存在，钙镁的氯化物稳定性高，且高温下很难分解，因此，直接煅烧提钛尾渣，很难将以钙盐形式存在的氯离子去除，而含结晶水的氯化物则不同，带结晶水的氯化钙能够在煅烧时发生下列反应：

CaCl₂·nH₂O＝Ca(OH)₂+2HCl↑+(n-2)H₂O (1)

Ca(OH)₂继续煅烧会脱水生成氧化钙：

Ca(OH)₂＝CaO+H₂O (2)

进一步的，为了使氯化物以结晶水的形式存在，并去除溶于水的氯离子，作为优选方案，所述a步骤中，按质量比，提钛尾渣:水＝1:1；为了去除含结晶水的氯化物中的氯离子，作为优选方案，所述b步骤中，一级残渣优选于800℃煅烧30min。为了更有效的去除提钛尾渣中的氯离子，使氯化物以结晶水的形式存在，作为优选方案，所述c步骤中，按质量比，煅烧后的一级残渣:水＝1:1；为了更有效的去除提钛尾渣中的氯离子，作为优选方案，所述d步骤中，二级残渣于700℃煅烧30min。同样的，为了更有效的去除提钛尾渣中的氯离子，使氯化物以结晶水的形式存在，作为优选方案，所述e步骤中，按质量比，煅烧后的二级残渣:水＝1:1；为了更有效的去除提钛尾渣中的氯离子，作为优选方案，所述f步骤中，三级残渣于600℃煅烧30min。

以含氯量为2.89％为例，经过a步骤处理后，其氯含量为0.268％；经过d步骤处理后，其氯含量为0.16％；经过f步骤处理后，其氯含量为<0.05％。

进一步的，在多级水洗煅烧过程中，提钛尾渣中的部分氯离子会进入各级滤液中，为了控制氯的排放量，减小环境污染，作为优先方案，本发明提钛尾渣的除氯方法中还对滤液进行后处理，后处理方法为：将一级滤液、二级滤液和三级滤液合并，加入氨水，得沉淀物；其中，按重量比，氨水:滤液＝0.1～0.5:1～5。

进一步的，上述对滤液的后处理中，得到的沉淀物为CaCl₂.6H₂O.8NH₃，一方面，CaCl₂.6H₂O.8NH₃加热到40～50℃，可以得到氯化钙固体和氨气，氨气又可以通入水溶液形成氨水，进行循环利用；另外一方面，将沉淀物于30℃以下干燥，可以得到八氨合氯化钙产品，从而用于太阳能制冷方面，实现了副产品的多级利用。

进一步的，本发明提钛尾渣的除氯方法可以工业上的提钛尾渣，本发明使用的提钛尾渣原料主要成分为：FeO1.63％、Fe₂O₃＜0.5％、SiO₂26.75％、Al₂O₃20.14％、CaO31.19％、MgO8.01％、TTi3％、TiC1.4％、Cl2.89％。通过本发明除氯方法后，提钛尾渣的氯含量可降低至0.05％以下，满足《混凝土质量控制标准》中对氯离子含量规定中最严格的限值，可作为一般建筑材料使用。

本发明可用于其他行业除氯离子，并且可以制作连续作业装置，将提钛尾渣经过容器装置进行水洗过滤，在经过传送装置送入煅烧炉煅烧，在送入容器装置进行水洗过滤。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明实施例中使用的所述提钛尾渣的主要成分为：FeO1.63％、Fe₂O₃＜0.5％、SiO₂26.75％、Al₂O₃20.14％、CaO31.19％、MgO8.01％、TTi3％、TiC1.4％、Cl2.89％。

实施例1 采用本发明方法为提钛尾渣除氯

a、将100g提钛尾渣与100g水混合水洗、过滤，得到一级残渣和一级滤液；

b、将50g一级残渣于800℃煅烧30min；

c、将煅烧后的一级残渣与水按重量比1:1混合水洗、过滤，得到二级残渣和二级滤液；

d、将25g二级残渣于700℃煅烧30min；

e、将煅烧后的二级残渣与水按重量比1:1混合水洗、过滤，得到三级残渣和三级滤液；

f、将三级残渣于600℃煅烧30min，即得含氟量低于0.05％的提钛尾渣。

其中，在实验过程中对各个步骤中氯离子含量进行了测定，结果如下表：

表1

名称	Cl^-/％
		一级残渣	0.268
二级残渣	0.16
		三级残渣	<0.05

由上表可以看出，通过本发明方法处理提钛尾渣，其中的Cl^-含量由2.89％降低到0.05％以下，满足《混凝土质量控制标准》中对Cl^-含量规定中最严格的限值，可作为一般建筑材料使用。

对比例1 采用直接水洗方法除氯

取提钛尾渣100g，用足量体积的水(按100g，200g至400g不等)溶解搅拌，过滤，烘干，测定提钛尾渣Cl^-含量，直接水洗Cl^-，试验数据见表2。

表2

提钛尾渣/g	水/g	过滤烘干后重量/g	溶解损失重量/g	Cl^-/％
					100	100	93.7	6.3	0.34
100	200	92.5	7.5	0.29
					100	300	93.2	6.8	0.276
100	400	91.6	8.4	0.17

根据表2数据可以看出，直接水洗除Cl^-，采用质量比渣:水＝1:4进行试验，只能将提钛尾渣中的含量由2.89％洗涤到0.17％，无法满足混凝土使用限值0.06％。

由此可见，传统除氯离子采用水洗法，残渣中氯离子含量较高，需要大量水重复洗涤才能达到除氯目的；另外，洗涤水中含有较高的钙离子、镁离子，其回收处理需要增加一定的成本。

对比例2 采用微量加水煅烧法除氯

由于碳化渣中CaO部分氯化生成CaCl₂进入提钛尾渣，CaCl₂极易潮解，故提钛尾渣在大气中易潮解，假设全部以CaCl₂的形式存在，则根据分子量换算为CaCl₂的含量为4.58％，如何去除CaCl₂是去除残渣中的首要研究任务。

提钛尾渣中氯化钙稳定性高，其无水氯化钙熔点为772℃，且高温下很难分解，但是带结晶水的氯化钙能够在煅烧时发生下列反应：

CaCl₂·nH2O＝Ca(OH)₂+2HCl↑+(n-2)H₂O (1)

Ca(OH)2继续煅烧会脱水生成氧化钙：

Ca(OH)₂＝CaO+H₂O (2)

取10g提钛尾渣，分别用5g，10g蒸馏水混合，自然风干后放入马弗炉，恒温600℃、煅烧时间30min，取出后分析含量,见表3。

表3

序号	提钛尾渣/g	蒸馏水/g	/％
				煅烧1	10	5	0.968
煅烧2	10	10	0.938

根据表3可知，微量加水煅烧很难将提钛尾渣中有效去除，只能将提钛尾渣中的含量由2.89％洗涤到0.938％，也无法满足混凝土使用限值。

Claims

1.提钛尾渣的除氯方法，其特征在于，包括如下步骤：

b、将一级残渣于750～900℃煅烧20～40min；

d、将二级残渣于650～745℃煅烧20～40min；

2.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述a步骤中，按质量比，提钛尾渣:水＝1:1。

3.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述b步骤中，一级残渣于800℃煅烧30min。

4.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述c步骤中，按质量比，煅烧后的一级残渣:水＝1:1。

5.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述d步骤中，二级残渣于700℃煅烧30min。

6.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述e步骤中，按质量比，煅烧后的二级残渣:水＝1:1。

7.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述f步骤中，三级残渣于600℃煅烧30min。

8.根据权利要求1所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述提钛尾渣的除氯方法中还对滤液进行后处理，后处理方法为：将一级滤液、二级滤液和三级滤液合并，加入氨水，得沉淀物；其中，按重量比，氨水:滤液＝0.1～0.5:1～5。

9.根据权利要求8所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述沉淀物的处理方式为：

1)、将沉淀物加热到40～50℃，得氯化钙和氨气；

2)、将沉淀物干燥，得八氨合氯化钙产品。

10.根据权利要求1～9任一项所述的提钛尾渣的除氯方法，其特征在于：所述提钛尾渣的主要成分为：FeO1.63％、Fe₂O₃＜0.5％、SiO₂26.75％、Al₂O₃20.14％、CaO31.19％、MgO8.01％、TTi3％、TiC1.4％、Cl2.89％。