CN107460331A - 一种钛渣改性的方法 - Google Patents

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杨志鸿
徐征
刘洪萍
黄卉
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Abstract

本发明公开了一种钛渣改性的方法,该方法以钛渣为原料，通过机械活化、高温焙烧、球磨，破坏钛渣中黑钛石和固溶体的结构，钛渣中的TiO2、Al2O3、SiO2等在焙烧熔盐体系里溶解生成相对应的盐类，使钛渣的后续处理变得容易。本发明工艺流程短、设备投资少、能耗低，副产物较少,环境污染小,符合节能减排与清洁冶金的要求。

Description

一种钛渣改性的方法
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种钛渣改性的方法。
背景技术
传统电炉冶炼钛渣过程中会产生一些品位为60%左右的钛渣,这类钛渣因为品位较低不能直接用于氯化法钛白粉和海绵钛的生产。然而这些钛渣如果不加以利用就会造成资源的极大浪费。若再次直接使用电炉将这类钛渣富集到90%以上需要极高的成本。若直接采用硫酸浸取这一类钛渣,不能得到适合氯化法生产钛白粉及生产海绵钛所需的高品位富钛料。所以利用现有技术手段提高这一类钛渣品位具有非常重要的现实意义。
CN 201310100346.4公开了一种富集低品位钛渣的方法，包括对低品位钛渣进行破碎、磨细处理；将处理后的低品位钛渣与酸以质量比20:1～10∶1混合后在一定温度下进行焙烧活化，获得活化后的钛渣；再将其破碎、磨细，用酸液进行逆流浸出；将酸浸料浆进行过滤，滤饼用水洗涤后烘干，得到富集后的高品位钛渣。
CN 201410300381.5提供一种利用隧道窑制备钛渣的方法，该方法包括预还原的步骤，所述的预还原步骤是将钛铁矿粉、煤粉和粘合剂按一定比例混匀制成钛砖后，放入隧道窑中低温焙烧，焙烧温度为1000～1500℃，焙烧时间为20～28小时，得到还原钛砖。
CN 201210280443.1公开了一种以钛渣制备人造金红石的方法，包括以下步骤：首先将钛渣于800℃～1000℃进行氧化焙烧，然后于700℃～900℃进行还原焙烧，得到改性钛渣；然后采用稀盐酸初始浸出液对改性钛渣进行常压一段或常压多段逆流流态化浸出；在流态化塔内对浸出完成后的改性钛渣进行逆流洗涤；塔内洗涤后的出料进行过滤、烘干、煅烧，得到人造金红石。
专利号为5830420的美国专利“Method to upgrade titania slag andresulting product”公开了提高钛渣品位的方法，将氧化焙烧和还原焙烧后的钛渣在不小于125℃、0.35MPa～0.48MPa下用无机酸酸浸，酸浸产物经洗涤或洗涤、碱浸后，在600℃～800℃锻烧得到高品位二氧化钛钛渣。
CN 100455683C公开了一种用电炉钛渣制取富钛料的方法,该方法以云南某地钛渣为原料,提出酸碱联合浸出法,得到TiO2>90%的富钛料,该工艺采用高压设备,投资成本较高,操作难度大,污染大且得到的富钛料质量较低。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种钛渣改性的方法，该方法：以钛渣为原料，经过机械活化、高温焙烧、球磨，破坏钛渣中黑钛石和固溶体的结构，钛渣中的TiO2、Al2O3、SiO2等氧化物在焙烧熔盐体系里溶解生成相应的盐类，使得钛渣的后续处理变得容易。本方法流程简单、富集比高、环保、成本低，产业化前景好。
本发明采用的技术方案是：一种钛渣改性的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将钛渣和活化剂按一定比例混匀后加入球磨机研磨至0.074μm以下；
（2）向活化后物料掺入一定量的添加剂混匀，用坩埚盛装，放入焙烧炉内进行高温焙烧；
（3）将焙烧好的物料用球磨机磨细。
步骤（1）中的活化剂为NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CaO中的一种或几种，钛渣与活化剂的混合质量比为1:0.5～1:3，活化时间为1～3小时，经机械活化后粒度控制在100目～300目。步骤（2）中高温焙烧时加入的添加剂为磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、碳酸盐中的一种或几种，焙烧时选用石墨坩埚，焙烧温度控制在800℃～1000℃，焙烧时间控制在1.5～2.5小时。步骤（3）中焙烧好的物料需再次磨至0.074μm以下，为后续处理做好准备。
本发明的优点主要在于：
（1）采用本发明方法不需使用电炉、隧道窑等高能耗、高污染设备。
（2）经机械活化使钛渣的晶体结构被破坏，为后续处理提供了基础条件。
（3）加入添加剂高温焙烧后可破坏富钛渣中黑钛石结构，从根本上解决黑钛石结构难以直接酸浸除杂的难题，高温焙烧后生成可溶于水或酸的化合物，可有效降低钛渣中钙镁元素含量。
（4)本发明工艺流程短、设备投资少、能耗低，副产物较少,环境污染小,符合节能减排与清洁冶金的要求。
附图说明
图1是一种钛渣改性的方法的工艺流程图 。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实例对本发明进一步详述：
实施例1
参见附图1，条件：取Ti02含量69.73 %的电炉钛渣100g，加入50g活化剂用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm；然后与添加剂按质量比10:1混匀，并在焙烧温度900℃下焙烧时间2h；焙烧好的物料再次用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm。
实施例2
参见附图1，条件：取Ti02含量69.73 %的电炉钛渣100g，加入25g活化剂用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm；然后与添加剂按质量比15:1混匀，并在焙烧温度900℃下焙烧时间2h；焙烧好的物料再次用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm。
实施例3
参见附图1，条件：取Ti02含量69.73 %的电炉钛渣100g，加入100g活化剂用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm；然后与添加剂按质量比5:1混匀，并在焙烧温度900℃下焙烧时间2h；焙烧好的物料再次用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm。
实施例4
参见附图1，条件：取Ti02含量69.73 %的电炉钛渣100g，加入50g活化剂用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm；然后与添加剂按质量比10:1混匀，并在焙烧温度800℃下焙烧时间2h；焙烧好的物料再次用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm。
实施例5
参见附图1，条件：取Ti02含量69.73 %的电炉钛渣100g，加入50g活化剂用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm；然后与添加剂按质量比10:1混匀，并在焙烧温度1000℃下焙烧时间2h；焙烧好的物料再次用球磨机细磨至96%以上小于0.074mm。

Claims (4)

1.一种钛渣改性的方法，其特征在于其过程包含以下步骤：
（1）将钛渣和活化剂按一定比例混匀后加入球磨机研磨至0.074μm以下；
（2）向活化后物料掺入一定量的添加剂混匀，装入坩埚，放入焙烧炉内进行高温焙烧；
（3）焙烧好的物料再次磨细。
2.根据权利要求1所述的钛渣改性的方法，其特征在于机械活化时活化剂为NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CaO中的一种或几种，钛渣与活化剂的混合质量比为1:0.5～1:3，活化时间为1～3小时，经机械活化后粒度控制在100目～300目。
3.根据权利要求1所述的钛渣改性的方法，其特征在于高温焙烧时加入的添加剂为磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、碳酸盐中的一种或几种，焙烧时选用石墨坩埚，焙烧温度控制在800℃～1000℃，焙烧时间控制在1.5～2.5小时。
4.根据权利要求1所述的钛渣改性的方法，其特征在于焙烧好的物料需再次磨至0.074μm以下，为后续处理做好准备。
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