RU2215053C1 - Titanium-containing slag processing method - Google Patents

Titanium-containing slag processing method Download PDF

Info

Publication number
RU2215053C1
RU2215053C1 RU2002107335A RU2002107335A RU2215053C1 RU 2215053 C1 RU2215053 C1 RU 2215053C1 RU 2002107335 A RU2002107335 A RU 2002107335A RU 2002107335 A RU2002107335 A RU 2002107335A RU 2215053 C1 RU2215053 C1 RU 2215053C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
slag
nitric acid
titanium
sodium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2002107335A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002107335A (en
Inventor
Г.Н. Кожевников
А.Г. Водопьянов
С.В. Шаврин
Л.И. Леонтьев
Ю.В. Столяров
Original Assignee
Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН
ОАО "Уралтитан-93"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН, ОАО "Уралтитан-93" filed Critical Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН
Priority to RU2002107335A priority Critical patent/RU2215053C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2215053C1 publication Critical patent/RU2215053C1/en
Publication of RU2002107335A publication Critical patent/RU2002107335A/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: method comprises grinding initial titanium-containing slags and successive double-step treatment in nitric acid and sodium hydroxide solutions, which is characterized by that slags to be processed are those originating from blast- furnace production and granulated at temperature above 1300 C. Precipitate after alkali treatment is additionally rinsed with water containing more than 1% sodium hydroxide and then treated with nitric acid solution, precipitate obtained after treatment of slag with nitric acid being treated with alkali solution at NaOH/SiO2 molar ratio above 4.4:1. EFFECT: reduced expenses, increased recovery of metal oxides from slag, and reduced sodium oxide content in titanium oxide concentrate. 2 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки титансодержащего сырья для получения титана и пигмента диоксида титана. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to methods for processing titanium-containing raw materials to produce titanium and titanium dioxide pigment.

Известен способ обогащения по титану перовскитового концентрата, включающий его разложение 50%-ным раствором азотной кислоты при повышенных давлениях и температурах [В.М. Кострикин и др. Автоклавное вскрытие перовскитового концентрата. "Минеральное сырье" Вып.13. М., Наука. 1966, с. 63-69]. При обработке перовскитового концентрата (47,9% TiO2) азотной кислотой при температурах 150 и 200oС содержание диоксида титана в продукте повысили соответственно до 85 и 87%.A known method of enrichment of titanium perovskite concentrate, including its decomposition with a 50% solution of nitric acid at elevated pressures and temperatures [V.M. Kostrikin et al. Autoclave autopsy of perovskite concentrate. "Mineral raw materials" Issue 13. M., Science. 1966, p. 63-69]. When processing perovskite concentrate (47.9% TiO 2 ) with nitric acid at temperatures of 150 and 200 o With the content of titanium dioxide in the product was increased to 85 and 87%, respectively.

Недостатки этого способа: применение сложного оборудования (автоклавов), выделение оксидов азота в атмосферу и значительные затраты энергии. The disadvantages of this method: the use of sophisticated equipment (autoclaves), the release of nitrogen oxides in the atmosphere and significant energy costs.

В качестве прототипа изобретения выбран способ переработки титансодержащих материалов (патент РФ 2167820, заявлен 31.08.1999 г., опубликован 27.05.2001 г. Бюлл. 15 - 2001), который включает последовательную обработку измельченного доменного шлака в 30%-ном растворе азотной кислоты и в 10%-ном растворе гидроксида натрия с молярным отношением Na2O:SiO2, равным 0,25-1,0, при температуре 60-90oС в течение 4-6 часов. При этом получен раствор силиката натрия с модулем 2-3 и обогащенный продукт, содержащий до 89% ТiO2.As a prototype of the invention, a method for processing titanium-containing materials was selected (RF patent 2167820, filed August 31, 1999, published May 27, 2001 Bull. 15 - 2001), which includes sequential processing of ground blast furnace slag in a 30% solution of nitric acid and in a 10% solution of sodium hydroxide with a molar ratio of Na 2 O: SiO 2 equal to 0.25-1.0, at a temperature of 60-90 o C for 4-6 hours. A sodium silicate solution with a module of 2-3 and an enriched product containing up to 89% TiO 2 was obtained.

Недостаток этого способа состоит в большой длительности процесса, низкой степени извлечения оксидов металлов и загрязнении продукта не только примесями исходных оксидов металлов, но и оксидом натрия. The disadvantage of this method is the long duration of the process, the low degree of extraction of metal oxides and contamination of the product not only with impurities of the starting metal oxides, but also with sodium oxide.

Исследования показали, что при обработке доменного шлака по способу, взятому за прототип, извлечение оксидов алюминия, магния, железа составляет соответственно 72,7; 86,5 и 75,6%, а кремния - 90,9%. Длительное время обработки и невысокое извлечение оксидов алюминия и магния обусловлено тем, что при медленном охлаждении жидкого шлака от 1450-1500oС происходит кристаллизация тугоплавких соединений сложного состава с низкой химической активностью, например шпинели MgAl2O4, которая трудно разлагается в азотной кислоте. Известно, что фазовый состав шлака при быстром охлаждении из жидкого состояния (грануляции) отличается от структуры медленно охлажденного [Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский НВ. и др. Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии. М. , Металлургия, 1987, с. 238]. При грануляции повышается химическая активность шлака, что позволяет использовать его как активизирующую добавку в ряде производств, например, цемента.Studies have shown that when processing blast furnace slag according to the method taken as a prototype, the extraction of oxides of aluminum, magnesium, iron is respectively 72.7; 86.5 and 75.6%, and silicon - 90.9%. The long processing time and the low extraction of aluminum and magnesium oxides is due to the fact that upon slow cooling of liquid slag from 1450-1500 o С, refractory compounds of complex composition crystallize with low chemical activity, for example, MgAl 2 O 4 spinel, which is difficult to decompose in nitric acid. It is known that the phase composition of slag during rapid cooling from a liquid state (granulation) differs from the structure of slowly cooled [Panfilov MI, Shkolnik Y. Sh., Orininsky NV. etc. Slag processing and waste-free technology in metallurgy. M., Metallurgy, 1987, p. 238]. During granulation, the chemical activity of slag increases, which allows it to be used as an activating additive in a number of industries, for example, cement.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение времени обработки, повышение степени извлечения оксидов металлов из шлака и снижение содержания оксида натрия в конечном продукте. The technical result of the invention is to reduce processing time, increase the degree of extraction of metal oxides from slag and reduce the content of sodium oxide in the final product.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки титансодержащих шлаков, включающем измельчение титансодержащих шлаков доменного производства и последовательную двухстадийную обработку в растворах азотной кислоты и гидроксида натрия, согласно изобретению измельчению подвергаются шлаки, полученные путем гранулирования при температуре выше 1300oС, а осадок после обработки раствором гидроксида натрия промывают водой, содержащей более 1% гидроксида натрия, и дополнительно обрабатывают раствором азотной кислоты.The technical result is achieved in that in a method for processing titanium-containing slag, including grinding titanium-containing slag from blast furnace production and sequential two-stage processing in solutions of nitric acid and sodium hydroxide, according to the invention, slags obtained by granulation at a temperature above 1300 ° C are subjected to grinding, and the precipitate after processing the sodium hydroxide solution is washed with water containing more than 1% sodium hydroxide, and is further treated with nitric acid solution.

При этом обработку в растворе гидроксида натрия ведут при молярном отношении NaOH:SiO2 выше 4,4:1.While processing in a solution of sodium hydroxide is carried out with a molar ratio of NaOH: SiO 2 above 4.4: 1.

Опыты показали, что после 1 часа обработки гранулированного шлака в 30%-ном растворе извлечение оксидов алюминия, магния и железа составило соответственно 98,93; 99,28 и 65,00%. The experiments showed that after 1 hour of processing granular slag in a 30% solution, the extraction of aluminum, magnesium and iron oxides was 98.93, respectively; 99.28 and 65.00%.

Нижний предел температуры (1300oС) гранулируемого шлака обосновывается тем, что при более низких температурах в жидком шлаке формируется тугоплавкая фаза на основе шпинели. Это ведет к снижению степени выщелачивания оксидов алюминия и магния.The lower temperature limit (1300 o C) of granulated slag is justified by the fact that at a lower temperature in the liquid slag a refractory phase based on spinel is formed. This leads to a decrease in the degree of leaching of aluminum and magnesium oxides.

Повышение извлечения SiO2 из шлака достигается использованием щелочных растворов с молярным отношением NaOH: SiO2>4,4:1. Это позволяет получить разбавленный раствор силиката натрия и полнее отделить его от осадка на основе диоксида титана. Так, при использовании 10%-ных растворов NaOH с молярным отношением NaOH:SiO2=4,4:1 (ж:т=14,7:1) и 8,8 (ж:т=29,4:1) извлечение диоксида кремния возросло до 95,8 и 97,3% соответственно, а его содержание в продукте снизилось с 9,8 до 6,65%. Для предотвращения гидролиза образующегося титана натрия и связанных с этим потерь диоксида титана осадок после щелочной обработки промывают 1%-ным раствором NaOH. При промывке 0,5%-ным раствором NaOH происходит гидролиз Na2O•3ТiO2 с образованием субмикроскопичных частиц TiО2, не удерживаемых фильтрующими тканями.An increase in the extraction of SiO 2 from the slag is achieved using alkaline solutions with a molar ratio of NaOH: SiO 2 > 4.4: 1. This allows you to get a dilute solution of sodium silicate and to completely separate it from the precipitate based on titanium dioxide. So, when using 10% NaOH solutions with a molar ratio of NaOH: SiO 2 = 4.4: 1 (g: t = 14.7: 1) and 8.8 (g: t = 29.4: 1) recovery silicon dioxide increased to 95.8 and 97.3%, respectively, and its content in the product decreased from 9.8 to 6.65%. To prevent hydrolysis of the formed sodium titanium and the associated loss of titanium dioxide, the precipitate after alkaline treatment is washed with a 1% NaOH solution. When washing with a 0.5% solution of NaOH, hydrolysis of Na 2 O • 3 TiO 2 occurs with the formation of submicroscopic TiO 2 particles not retained by filtering tissues.

Снижение содержания оксида натрия в виде его титаната в конечном продукте достигается путем дополнительной его обработки в 5%-ном растворе азотной кислоты. The decrease in the content of sodium oxide in the form of its titanate in the final product is achieved by additional processing in a 5% solution of nitric acid.

Пример 1. (по прототипу)
Медленно охлажденный доменный шлак фракции менее 50 мкм, содержащий (в %): 8,95 TiO2; 28,18 SiO2; 27,90 CaO; 16,49 MgO; 15,37 Аl2O3; 0,87 MnO; 1,77 FeO; 0,06 Сr2О3 и 0,23 V2O5, обработали 30%-ным раствором HNO3 (ж:т=5,4:1) в течение 4 часов при температуре 95oС. Осадок отделили от фильтрата и обработали 10%-ным раствором NaOH (ж:т=9:1) при температуре 95oС в течение 4 часов, промыли и прокалили при температуре 600oС. Его масса составила 19,3% от исходной. Состав продукта приведен в таблице.Example 1. (prototype)
Slowly cooled blast furnace slag fractions less than 50 microns, containing (in%): 8.95 TiO 2 ; 28.18 SiO 2 ; 27.90 CaO; 16.49 MgO; 15.37 Al 2 O 3 ; 0.87 MnO; 1.77 FeO; 0.06 Cr 2 O 3 and 0.23 V 2 O 5 , treated with 30% HNO 3 solution (w: t = 5.4: 1) for 4 hours at a temperature of 95 o C. The precipitate was separated from the filtrate and treated with 10% NaOH solution (w: t = 9: 1) at a temperature of 95 o C for 4 hours, washed and calcined at a temperature of 600 o C. Its weight was 19.3% of the original. The composition of the product is shown in the table.

Пример 2
Доменный шлак того же химического состава, что и в примере 1, гранулировали в струе воды при температуре расплава 1400oС, измельчили до размера частиц не менее 50 мкм, обработали 30%-ным раствором НNО3 (ж:т=5,4:1) в течение 1 часа при температуре 95oС. Осадок отделили от фильтра и обработали 10%-ным раствором NaOH (ж:т=9:1) при молярном отношении NaOH:SiO2=4,4:1 в течение 1 часа при температуре 95oС. Промыли 1%-ным раствором NaOH и обработали 5%-ным раствором азотной кислоты в течение 0,5 часа. Полученный продукт промыли водой, высушили и прокалили при температуре 600oС. Его масса составила 9,57% от исходной. Состав продукта приведен в таблице.Example 2
Blast furnace slag of the same chemical composition as in example 1 was granulated in a stream of water at a melt temperature of 1400 ° C, crushed to a particle size of at least 50 μm, treated with a 30% solution of HNO 3 (g: t = 5.4: 1) for 1 hour at a temperature of 95 o C. the Precipitate was separated from the filter and treated with 10% NaOH solution (w: t = 9: 1) with a molar ratio of NaOH: SiO 2 = 4.4: 1 for 1 hour at a temperature of 95 o C. Washed with a 1% solution of NaOH and treated with a 5% solution of nitric acid for 0.5 hours. The resulting product was washed with water, dried and calcined at a temperature of 600 o C. Its mass was 9.57% of the original. The composition of the product is shown in the table.

Пример 3
Доменный шлак того же состава, что и в примере 1, гранулировали в струе воды при температуре расплава 1400oС, измельчили до размера частиц менее 50 мкм, обработали 30%-ным раствором HNO3 (ж:т=5,4:1) в течение 1 часа при температуре 95oС. Осадок отделили от фильтрата и обработали 10%-ным раствором NaOH (ж:т=9:1) при молярном отношении 8,8:1 в течение 1 часа при температуре 95oС. Промыли 2%-ным раствором NaOH и обработали 5%-ным раствором азотной кислоты в течение 0,5 часа. Полученный продукт промыли водой и прокалили при 600oС. Его масса составила 10,26% от исходной. Состав продукта приведен в таблице.Example 3
Blast furnace slag of the same composition as in example 1 was granulated in a stream of water at a melt temperature of 1400 o C, crushed to a particle size of less than 50 microns, was treated with a 30% solution of HNO 3 (W: t = 5.4: 1) for 1 hour at a temperature of 95 o C. the Precipitate was separated from the filtrate and treated with 10% NaOH solution (w: t = 9: 1) at a molar ratio of 8.8: 1 for 1 hour at a temperature of 95 o C. Washed 2% NaOH solution and treated with a 5% solution of nitric acid for 0.5 hours. The resulting product was washed with water and calcined at 600 o C. Its mass was 10.26% of the original. The composition of the product is shown in the table.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с меньшими затратами времени и высоким извлечением оксидов металлов из шлака получить концентрат диоксида титана с низким содержанием оксида натрия. Thus, the proposed method allows with less time and high extraction of metal oxides from slag to obtain a titanium dioxide concentrate with a low content of sodium oxide.

Claims (2)

1. Способ переработки титансодержащих шлаков, включающий измельчение титансодержащих шлаков доменного производства и последовательную двухстадийную обработку в растворах азотной кислоты и гидроксида натрия, отличающийся тем, что измельчению подвергают шлаки, полученные путем гранулирования при температуре выше 1300oС, а осадок после обработки раствором гидроксида натрия промывают водой, содержащей более 1% гидроксида натрия, и дополнительно обрабатывают раствором азотной кислоты.1. A method of processing titanium-containing slag, including grinding titanium-containing slag of blast furnace production and sequential two-stage processing in solutions of nitric acid and sodium hydroxide, characterized in that the slag is subjected to grinding, obtained by granulation at a temperature above 1300 o C, and the precipitate after treatment with a solution of sodium hydroxide washed with water containing more than 1% sodium hydroxide, and further treated with a solution of nitric acid. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку в растворе гидроксида натрия ведут при молярном отношении NaOH: SiО2 выше 4,4: 1.2. The method according to p. 1, characterized in that the processing in a solution of sodium hydroxide is carried out at a molar ratio of NaOH: SiO 2 above 4.4: 1.
RU2002107335A 2002-03-22 2002-03-22 Titanium-containing slag processing method RU2215053C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107335A RU2215053C1 (en) 2002-03-22 2002-03-22 Titanium-containing slag processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107335A RU2215053C1 (en) 2002-03-22 2002-03-22 Titanium-containing slag processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2215053C1 true RU2215053C1 (en) 2003-10-27
RU2002107335A RU2002107335A (en) 2005-01-10

Family

ID=31988928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002107335A RU2215053C1 (en) 2002-03-22 2002-03-22 Titanium-containing slag processing method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2215053C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518363C2 (en) * 2012-09-07 2014-06-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие ФАН" Production of titanium oxinitride-based inorganic material
RU2522876C1 (en) * 2012-12-03 2014-07-20 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" Titanium slag processing
CN114713360A (en) * 2022-04-14 2022-07-08 成都德菲环境工程有限公司 Process for extracting available substances in pyrite cinder
RU2801582C1 (en) * 2022-10-31 2023-08-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Perovskite concentrate processing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100455683C (en) * 2005-12-27 2009-01-28 云南冶金集团总公司技术中心 Process for mfg., enriched titanium material by electric furnace titanium slag

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОСТРИКИН В.М. и др. Автоклавное вскрытие перовскитового концентрата. Минеральное сырье. Вып.13. - М.: Наука, 1966, с.63-69. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518363C2 (en) * 2012-09-07 2014-06-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие ФАН" Production of titanium oxinitride-based inorganic material
RU2522876C1 (en) * 2012-12-03 2014-07-20 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" Titanium slag processing
CN114713360A (en) * 2022-04-14 2022-07-08 成都德菲环境工程有限公司 Process for extracting available substances in pyrite cinder
CN114713360B (en) * 2022-04-14 2023-10-10 成都德菲环境工程有限公司 Extraction process of usable substances in pyrite cinder
RU2801582C1 (en) * 2022-10-31 2023-08-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Perovskite concentrate processing method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002107335A (en) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101463426B (en) Comprehensive utilization method for red mud
EP3526353B1 (en) Process for the preparation of a concentrate of metals, rare metals and rare earth metals from residues of alumina production by bayer process or from materials with a chemical composition similar to said residues, and refinement of the concentrate so obtained
CN104628020B (en) Method for producing metallurgy-grade alumina by taking pulverized fuel ash and recycled ammonium salt as raw materials
CN108018437B (en) Low-temperature comprehensive recovery process for iron, vanadium and titanium in vanadium-titanium magnetite
RU2215053C1 (en) Titanium-containing slag processing method
CN105886776A (en) Technological method for recycling rare earth from neodymium-iron-boron multi-line cutting waste
JPS62187112A (en) Method for recovering rare earth element from rare earth element-iron type magnet material
KR102630333B1 (en) Method for manufacturing high-purity magnesium oxide from waste refractory material through eco-friendly hydrometallurgical application process and magnesium oxide manufactured thereby
CN112808755B (en) Comprehensive utilization method of high-iron low-silicon red mud
RU2299254C1 (en) Method of vanadium extraction out of the highly concentrated lime slag
KR101120106B1 (en) Manufacturing method of calcium chloride using slag
EP0327851B1 (en) Method for recovering casting refractory compositions from investment casting slurries and from cores
RU2313489C2 (en) Method of extraction of beryllium from beryllium concentrates
RU2167820C2 (en) Method of processing titanium-containing materials
JPH09512057A (en) Leaching of titanium-containing materials
RU2055924C1 (en) Vanadium extraction method
KR100219962B1 (en) Method for refining dust of waste mangan oxides using alkali compound
RU2090509C1 (en) Method of system processing of leucoxene concentrate
RU2159739C1 (en) Method of preparing magnesium oxide form serpentinous ultrabasic rock
CN1096497A (en) Directly precipitation prepares the method for high-purity zirconium dioxide
CA1100284A (en) Method for obtaining aluminium oxide
RU2209780C2 (en) Method for preparing pure magnesium oxide
JPH02279504A (en) Production of zirconium oxychloride
KR100356399B1 (en) Economical production technology of magnesium hydroxide and active magnesia with high purity
CN106367607A (en) Method for stepwise recovering valuable metal in converter slag

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080323