RU2578876C2

RU2578876C2 - Способ извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата

Info

Publication number: RU2578876C2
Application number: RU2013128260/02A
Authority: RU
Inventors: Федор Федорович Борисков; Дмитрий Федорович Борисков
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2016-03-27
Also published as: RU2013128260A

Abstract

Изобретение относится к способу извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата. Способ включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов. Затем проводят осаждение металлов (Me) из полученного сернокислотного раствора оксидом и (или) гидроксидом магния в виде Ме(ОН)_n, с использованием гидроксида натрия NaOH для регенерации гидроксида магния и его оборота, применением гидроксида кальция для регенерации гидроксида натрия, его оборота и синтеза гипса, выпадающего в осадок. Извлечение титана из сернокислотного раствора осуществляют в виде осадка оксигидроксида титана TiO(OH)₂, получаемого при реакции сульфатов титана с оксидом и/или гидроксидом магния при pH от 0 до 2,0 при стехиометрическом отношении вода:серная кислота = 1:1,63 для достижения максимальной температуры раствора 125°C и максимального теплового эффекта 84 кДж/моль. Техническим результатом является снижение затрат на энергоносители и интенсификация процесса извлечения титана из шлаков разного состава. 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к способам извлечения титана из минерального сырья и может быть использовано при переработке шлака, получаемого, например, при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата Качканарской обогатительной фабрики (Гусевогорское месторождение, Северный Урал).

Известный способ извлечения титана в виде ильменитового концентрата из ильменит - магнетитовой руды Кусинского месторождения (массовая доля железа (β_Fe)~52,3, титана (β_Ti)~7,82%) включает магнитную сепарацию руды с получением железо-ванадиевого концентрата и немагнитных ильменитсодержащих хвостов. Хвосты и промпродукт магнитной сепарации объединяют и флотируют с получением сульфидного концентрата и титанового промпродукта, из которого флотацией извлекают ильменитовый концентрат для производства металлического титана, титанового пигмента и др. титансодержащих продуктов [1].

Известен способ извлечения титана из шлака, включающий обжиг и выщелачивание титана раствором соляной кислоты [2]. Использование предварительного обжига шлака сопровождается расходом энергии, а применение соляной кислоты приводит к образованию, например, водорастворимого хлористого кальция, очистка от которого титансодержащего раствора приводит к повышению расхода химических реагентов и энергии.

При переработке титаномагнетитовых руд Качканарского и др. месторождений

Урала титан не извлекается в самостоятельные продукты, а теряется с отходами производства. Из титансодержащего железного концентрата (β_Fe и β_Ti в концентрате ~ 62 и 1,6%), получаемого магнитной сепарацией из качканарских руд (β_Fe и β_Ti в руде ~ 16 и 0,7%), выплавляют чугун в доменной печи, а конвертерным дуплекс-процессом из чугуна получают сталь и шлак, который по содержанию титана (β_Ti в шлаке 4,62÷5,4%) приближается к рудам [3].

Предлагаемый способ извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата, включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов (Me) из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов, осаждение Me из полученного сернокислотного раствора оксидом и(или) гидроксидом магния в виде Ме(ОН)_n, использование гидроксида натрия NaOH для регенерации гидроксида магния и его оборота, применение гидроксида кальция для регенерации гидроксида натрия, его оборота и синтеза гипса, извлечение титана из сернокислотного раствора осуществляют в виде осадка оксигидроксида титана TiO(OH)₂, получаемого при реакции сульфатов титана с оксидом и(или) гидроксидом магния при pH от 0 до 2,0 [4] и стехиометрическом отношении вода:серная кислота = 1:1,63 в сернокислотном растворе для достижения максимальной температуры раствора 125°C и теплового эффекта 84 кДж/моль, повышающих скорость реакции разложения шлака.

Извлечение титана из шлака с β_Ti и β_V (ванадий) ~ 5,8 и 2,9% сернокислотным выщелачиванием проводят при нормальном давлении и температуре от 86 до 95°C водным раствором серной кислоты при изменении концентрации кислоты в растворе от 31 до 37% и стехиометрическом отношении шлак:кислота.

Извлечение титана из упорного шлака с β_Ti и β_V ~ 4,6 и 12,3% сернокислотным выщелачиванием осуществляют в автоклаве, который:

1. Предварительно наполняют водой, в воду подают пульпу из измельченного шлака и серной кислоты с концентрацией от 96,5 до 100% в количестве, обеспечивающем весовое соотношение вода:кислота в автоклаве от 1:1,62 до 1:1,64;

2. Герметизируют автоклав и выщелачивают титан из шлака в автогенном режиме.

Источники информации

1. Полькин С.И. Флотация руд редких металлов и олова. - М.: Государственное научно-техническое издательство по горному делу. - 1960. - С. 447-452.

2. SU 1414782 А1, МПК C01G 23/047, опубл. 07.08.1988.

3. Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А., Дерябин А.А. Перспективы переработки Чинейских титаномагнетитов. - Екатеринбург: Средн. - Урал. кн. изд-во. 1999. - 368 с.

4. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1979. - 480 с.

Claims

1. Способ извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата, включающий измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов, осаждение металлов (Me) из полученного сернокислотного раствора оксидом и(или) гидроксидом магния в виде Ме(ОН)_n, использование гидроксида натрия NaOH для регенерации гидроксида магния и его оборота, применение гидроксида кальция для регенерации гидроксида натрия, его оборота и синтеза гипса, выпадающего в осадок, при этом извлечение титана из сернокислотного раствора осуществляют в виде осадка оксигидроксида титана TiO(OH)₂, получаемого при реакции сульфатов титана с оксидом и/или гидроксидом магния при pH от 0 до 2,0 при стехиометрическом отношении вода:серная кислота = 1:1,63, обеспечивающем достижение максимальной температуры раствора 125°C и максимального теплового эффекта 84 кДж/моль.

2. Способ по п. 1, в котором извлечение титана проводят из шлака с массовой долей титана 5,8 и ванадия 2,9%, при этом сернокислотное выщелачивание шлака осуществляют при нормальном давлении водным раствором серной кислоты при температуре от 86 до 95°C при изменении концентрации кислоты в растворе от 31 до 37% и стехиометрическом отношении шлак:кислота.

3. Способ по п. 1, в котором извлечение титана проводят из упорного шлака с массовой долей титана 4,6 и ванадия 12,3%, при этом сернокислотное выщелачивание шлака ведут в автоклаве, который предварительно наполняют водой, в воду подают пульпу из измельченного шлака и серной кислоты с концентрацией от 96,5 до 100% в количестве, обеспечивающем весовое соотношение вода:кислота в автоклаве от 1:1,62 до 1:1,64, герметизируют автоклав и осуществляют выщелачивание шлака в автогенном режиме.