应用微细粒级钛精矿提高酸解工序收率的研究

介绍了攀钢钛白粉厂在酸解工序采用新建生产线生产的微细粒级钛精矿进行酸解试验的情况。通过酸矿比、初始硫酸浓度的酸解过程控制对酸解影响的研究及优化操作参数，实现了提高酸解率和收率的目的。     

酸溶性钛渣酸解性能研究

采用物相分析及成分分析等方法对酸溶性钛渣的酸解性能进行研究.结果表明,酸溶性钛渣的酸解性能受钛渣品位、金红石型TiO2含量、钛渣物相等因素的影响.其中,钛渣黑钛石物相的酸溶性能好坏直接影响钛渣的酸解性能,而Fe含量是影响黑钛石酸溶性好坏的主要因素;钛渣品位及钛渣中的金红石型TiO2也将对钛渣的酸解性能产生较大影响; FeO 和MgO对钛渣的酸解性能起促进作用,而CaO、SiO2和Al2O3则抑制钛渣的酸解.冶炼过程中控制钛渣F值(即TFe(当量)/TTi)在0.28以上,钛渣酸解率可达95%.     

钛精矿连续酸解过程中物相变化特征探讨

如何进一步提升酸解回收率一直是硫酸法钛白研究的重点,而酸解回收率的高低与含钛物相的变化密切相关。以连续酸解工艺为例,为考察反应过程中含钛物相的变化特征,综合应用矿物分析仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、化学分析等技术手段对反应过程中钛精矿中主要物相的含量、形貌变化特征以及Ti、Si元素的含量、赋存变化特征进行了研究。结果表明,钛精矿主要由钛铁矿和硅酸盐矿物组成;酸解过程中,酸沿钛铁矿颗粒边缘或裂隙向内部渗透将其逐步分解,与此同时,钛铁矿含量由钛精矿中的86.13%(质量分数,下同)逐渐降低至残渣4#中的14.38%;在此过程中,石英、透辉石得到富集,其含量分别由钛精矿中的0.06%及1.58%逐渐增加至残渣4#中的50.85%和14.92%;反应过程中Ti元素含量由钛精矿中的26.74%逐渐减小至残渣4#中的6.46%,Si元素含量则由2.19%逐渐增加至29.14%;反应期间,钛铁矿中Ti元素赋存比由钛精矿中的96.08%逐步降低至残渣4#中的64.88%,且Ti元素主要由钛铁矿向TiOSO₄迁移,部分Ti元素被石英及其混合物包裹而滞留其中,导致Ti元素的损失;Si元素主要赋存物相由钛精矿中的钛铁矿以及辉石等硅酸盐逐渐转变为残渣4#中的石英和透辉石,且石英中Si元素赋存比由钛精矿中的0.79%大幅增加至残渣4#中的73.78%。     

钛精矿连续酸解过程中物相变化特征探讨

如何进一步提升酸解回收率一直是硫酸法钛白研究的重点,而酸解回收率的高低与含钛物相的变化密切相关。以连续酸解工艺为例,为考察反应过程中含钛物相的变化特征,综合应用矿物分析仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、化学分析等技术手段对反应过程中钛精矿中主要物相的含量、形貌变化特征以及Ti、Si元素的含量、赋存变化特征进行了研究。结果表明,钛精矿主要由钛铁矿和硅酸盐矿物组成;酸解过程中,酸沿钛铁矿颗粒边缘或裂隙向内部渗透将其逐步分解,与此同时,钛铁矿含量由钛精矿中的86.13%(质量分数,下同)逐渐降低至残渣4#中的14.38%;在此过程中,石英、透辉石得到富集,其含量分别由钛精矿中的0.06%及1.58%逐渐增加至残渣4#中的50.85%和14.92%;反应过程中Ti元素含量由钛精矿中的26.74%逐渐减小至残渣4#中的6.46%,Si元素含量则由2.19%逐渐增加至29.14%;反应期间,钛铁矿中Ti元素赋存比由钛精矿中的96.08%逐步降低至残渣4#中的64.88%,且Ti元素主要由钛铁矿向TiOSO₄迁移,部分Ti元素被石英及其混合物包裹而滞留其中,导致Ti元素的损失;Si元素主要赋存物相由钛精矿中的钛铁矿以及辉石等硅酸盐逐渐转变为残渣4#中的石英和透辉石,且石英中Si元素赋存比由钛精矿中的0.79%大幅增加至残渣4#中的73.78%。     

钛精矿酸解尾气中升华硫产生的机理分析

针对硫酸法钛白酸解过程中升华硫堵塞管道从而影响钛白粉连续生产的问题,从钛精矿的结构组成分析出发,结合其在酸解过程可能存在的主要化学反应和实际生产中具体的酸解工艺条件,通过计算相关反应的吉布斯自由能变化,绘制酸解反应条件下体系的电位-pH图,探究了酸解尾气中升华硫产生的机理。结果表明,酸解尾气中单质硫应该主要来源于钛精矿中的磁黄铁矿（FeS）,磁黄铁矿在酸解的高温（180～220℃）、高酸度（pH：-1.51～-1.47）复杂环境下被氧化生成单质硫,待反应结束后冷却凝固形成升华硫。因此在生产中可以从具体工艺入手,在不降低酸解率的情况下改变酸解环境（改变化学电位、降低环境pH值）,以此规避或减小升华硫的产生,降低升华硫对硫酸法钛白的影响。     

钛精矿酸解尾气升华硫中物质赋存状态的研究

目前使用硫酸法钛白工艺生产二氧化钛的厂家面临酸解尾气中升华硫堵塞管道问题,从而影响该工艺生产连续性,而目前对酸解尾气中升华硫的组成、结构、物质赋存状态以及升华硫冷凝行为缺乏认识。采用XRD、SEM和EDS对工厂升华硫粉及其中所含物质的结构、组成、主要元素分布及杂质元素的赋存状态进行了研究。结果表明,升华硫粉主要成分为S8,其中主要杂质元素有O、Fe、Ti、Si、Ca、Mg、Al、Mn和V等,且绝大部分钛和铁分布在钛铁矿和Fe₂TiO₅相中,少部分铁分布在硅酸盐相中,以Fe₂SiO₄形式存在;钙分布在硫酸钙和硅酸盐相中,并以CaSiO₃形式存在;硅主要以SiO₂和硅酸盐形式存在;镁分布在MgTiO₃和MgFeAlO₄相中;铝以MgFeAlO₄形式存在;锰以金属氧化物的形式分布在钛铁矿中。对硫酸法钛白酸解尾气中升华硫的赋存状态进行研究,可为后续酸解尾气中升华硫的冷凝行为研究提供基础。     

酸解残渣回收矿的酸解性能研究

以酸解残渣中通过磁选获得的磁选回收矿为原料,使用化学分析、XRD、SEM、岩相分析等手段对比了磁选回收矿与常规钛精矿在化学成分、物相结构、钛元素赋存状态等方面的差异,在此基础上,进行了酸解对比试验.结果 表明:磁选回收矿TiO2品位约为38％,较钛精矿低约10％,其主要物相为钛铁矿约占65％,其次为石英和硅酸盐相,钛元...     

酸溶性钛渣酸解工艺研究

针对攀枝花钛铁矿冶炼钛渣的物化性质，对影响钛渣酸解率和钛液指标的各个因素进行了全面系统的实验室研究，并在年产2000t钛白生产线上进行了工业验证和优化试验，酸解率稳定在93％以上，三价钛控制在1－3g/L，钛液浓度较钛矿酸解提高了40－50g/L，其它钛液指标达到了后续水解工艺的要求。     

冷却方式对钛渣成分及酸解性能的影响

采用干法粒化、水冷和空冷等方法研究了冷却方式对钛渣的成分、物相及酸解性能的影响。结果表明:不同冷却方式处理的钛渣中低价钛氧化物含量均有所降低,粒化渣中Ti_2O_3含量最低。冷却渣中主要物相是TiO_2和(Fe Mg)_xTi_yO_5,但粒化渣中TiO_2主要是金红石型,而水冷渣和空冷渣中TiO_2主要是锐钛型。冷却渣酸解率均低于现场渣,水冷渣与空冷渣酸解率分别为90.61%和92.46%;粒化渣酸解率仅74.72%,较现场渣酸解率相差近20%。     

酸解工艺参数的优化

对攀枝花钛精矿在硫酸分解过程中的各工艺参数：硫酸浓度、酸矿比、投料温度、熟化时间进行了研究；在确定的工艺条件下，钛精矿的酸解率均可达到９５％以上。     

钛渣电炉煤气在钛精矿预还原中应用的探讨

介绍了一种高效使用钛渣电炉煤气的方法,为今后钛渣工艺的整体布局提供数据支撑。采用热力学计算方式,得到钛渣电炉产生煤气量与球团金属化率的关系,同时根据实际生产钛精矿预还原球团所需热量的需求,得到钛渣电炉生成煤气热量与实际生产钛精矿预还原球团所需热量之间的关系。结果表明,不同金属化率钛精矿预还原球团用来冶炼钛渣,球团的金属化率无论在什么水平,其生成电炉煤气热量都低于实际球团生产所需热量。若将回收电炉煤气用来生产钛精矿预还原球团需额外增加热源,并且随着球团金属化率升高,补加热量增多。     

用攀枝花钛精矿制取高品位富钛料的途径

论述了用攀枝花钛精矿制取高品位富钛料的3种途径：钛精矿盐酸浸出法制造人造金红石、钛精矿－钛渣盐酸浸出法制造钛渣富集物和钛精矿硫酸浸出法制造人造金红石；对这3种方法的优缺点进行了分析比较。     

提升钛精矿品级的研究

利用氧化热处理和酸浸工艺提升钛精矿的质量等级,研究了氧化处理对钛精矿球磨前后晶体结构的影响及酸浸工艺提高钛精矿品级的效果。结果表明,经750~800℃氧化退火,钛精矿中物相转变较充分,生成假金红石(Fe2Ti3O9)、Fe2O3和金红石型Ti O2相,钛精矿球磨后颗粒细化,物相转变从更低的温度开始,同样温度条件下物相的转变也更充分;对球磨后的钛精矿进行800℃退火和105℃酸浸后,Ca O和Mg O的含量分别降低到0.089%和0.888%,除去率为88.7%和51.8%,而Ti O2含量从44.12%提高到53.64%,能够显著提高钛精矿的质量等级。     

铁精矿钛渣物相和酸解工艺的研究

本文运用显微镜、X射线衍射等方法对铁精矿钛渣的物相组成及其对酸溶性能的影响进行了分析。观察发现:镁黑钛石、三氧化二钛型固溶体是钛渣中含钛的主要物相,其相含量的变化是影响钛渣酸溶性能的主要因素。通过实验室和工业试验确定了这种钛渣的酸解工艺条件。     

钛白酸解废渣中钛的浸出工艺研究

采用加碱高温焙烧对硫酸法钛白粉产生的酸解渣进行预处理,再使用硫酸进行浸出。通过正交试验和单因素试验考察了反应时间、液固比、搅拌转速、硫酸浓度和浸出温度对钛浸出率的影响。结果表明,影响钛浸出率大小的因素依次为反应时间、液固比、搅拌转速、硫酸浓度、浸出温度。在反应时间60min、液固比3、搅拌转速700r/min、硫酸浓度11.0mol/L、浸出温度95.0℃、酸解渣粒度-0.147mm的条件下,钛浸出率达到90.35%。     

电弧炉熔炼钛渣的物相组成及其与酸溶性的关系

电弧炉熔分金属化率大于９０％的球团，所得钛渣的∑Ｔｉ＿２Ｏ＿３／∑ＴｉＯ＿２在０．３～０．５，其酸解率较高。这是因为渣中有更多的黑钛石ｍ［（Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ）Ｏ·２ＴｉＯ＿２］·ｎ［（Ｔｉ，Ａｌ）＿２Ｏ＿３·ＴｉＯ＿２］，而黑钛石易于被酸溶解。若钛渣中有ＭｇＴｉ＿２Ｏ＿５型黑钛石，则可提高酸解率。     

钛精矿预还原球团冶炼钛渣的电耗水平分析

采用攀枝花钛精矿冶炼钛渣,其吨渣电耗均高于国际先进冶炼技术的电耗,若对攀枝花钛精矿进行预还原处理后冶炼钛渣,其电耗得到大幅度的降低。根据已开展的工业试验基本数据,结合采用钛精矿、还原剂的主要成分,测算了不同金属化率钛精矿预还原球团的化学成分。在此基础上,通过热力学计算,测算了不同金属化率钛精矿预还原球团在室温和800℃热装入炉时冶炼钛渣的电耗。结果表明:钛精矿预还原是降低钛渣冶炼电耗的有效手段,以转底炉生产的60%金属化率球团代替粉矿入炉,吨渣电耗由2 800 kWh降为1 948.5 kWh,800℃热装条件下可进一步降至1 523.1 kWh,具有良好的应用前景。     

电炉熔炼钛渣的物相组成及其与酸溶性的关系

电弧炉熔分金属化率大于９０％的球团，所得钛渣的ΣＴｉ２Ｏ３／ΣＴｉＯ２在０．３－．０５，其酸解率较高。这是因为渣中 更多的黑钛石ｍ「Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ）Ｏ．２ＴｉＯ２」．ｎ「（Ｔｉ，Ａｌ）３Ｏ，ＴｉＯ２」，而黑钛石易于被酸溶解。若钛渣中有ＭｇＴｉＯ２５型黑钛石，则可提高酸解率。     

攀西钛精矿浮选试验生产线热泵烘干工序优化及其环境技术经济比较

针对目前攀西地区浮选钛精矿烘干工序普遍存在能耗高和尾气异味重难题,本文作者通过其工艺流程关键技术和设备特性着手分析比较,聚焦水源热泵低温真空连续干燥技术,选取间接烘干取代现行浮选钛精矿直接烘干工艺,合作开发出一套基于电驱动水源热泵系统低温真空连续式烘干试验生产线工艺流程用于浮选该地区的钛精矿。试验结果发现在50℃～60℃低温及-0.08MPa真空条件下,利用该工艺流程不仅可提升钛精矿品质,将经干燥处理后的钛精矿含水率由10%降至0.5%以下;而且烘干工序中产生的挥发物被冷凝回收后可循环利用,实现了污染物零排放,达到了降低尾气异味的目的。在已知相同的输入条件下,不同烘干工序的工艺理论模型计算和流程试验验证分析结果表明,上述优化后的连续式烘干工序有利于实现节能降耗减排,环境技术经济综合效益佳,值得在钢铁和有色金属行业中推广应用。     

钛渣酸解过程中物相变化特征探讨

明确物相变化是剖析钛渣酸解机理和改进酸解工艺的关键点之一.综合应用化学分析、X射线衍射(XRD)分析、矿物解离分析以及扫描电镜形貌分析对某74钛渣酸解过程中主要物相的含量、形貌变化以及Ti、Si两种元素的含量及赋存变化进行了研究.结果表明:钛渣主要由黑钛石和辉石组成,酸解过程中黑钛石含量逐渐减小,辉石含量逐渐增加;反应...