攀钢含钛高炉渣资源化再利用进展

我国钒钛磁铁矿资源储量惊人,已探明储量接近百亿吨,其中攀西地区钛储量占全国已探明储量的90%以上,占世界已探明储量的40%,钒钛磁铁矿的开发冶炼对我国战略金属资源的利用有着举足轻重的意义。攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿产生了大量的含钛高炉渣,含钛高炉渣是宝贵的二次资源,综合利用是解决含钛高炉渣大量堆积造成环境污染、资源浪费问题的根本方法。从火法提钛和湿法提钛两方面总结了攀钢含钛高炉渣提钛工艺的研究进展。火法提钛工艺主要包括高温碳化-低温选择性氯化技术、合金化提取工艺、选择性析出分离技术;湿法提钛工艺主要包括硫酸法、盐酸法;以及NaOH熔融焙烧-水浸提钛技术、Na2CO3焙烧富集法和硫酸铵熔融焙烧法等其他提取方法。分析了各自工艺的反应机理和工艺流程,论述了工业应用中的各自特点以及目前存在的主要问题,并指出钛的分离效率高、设备处理量大、二次污染小、经济总体上合算的四大未来主要研究方向,对攀钢含钛高炉渣提钛研究进行展望,不断推进攀钢含钛高炉渣的资源化再利用进程。     

湖北某高钙低品位含钒石煤钠化焙烧研究

对湖北某高钙低品位含钒石煤进行了NaCl、Na₂SO₄和两者复配焙烧及水浸-稀酸浸试验。添加单一NaCl焙烧时,过多的游离氧化钙容易与钒结合生成不溶于水的钒酸钙,影响钒的水浸率;添加单一Na₂SO₄焙烧时,虽然可以固定钙离子,但Na₂SO₄用量过大,经济和环境成本较高;当NaCl和Na₂SO₄添加量分别为7%和16%,焙烧温度为850 ℃,焙烧时间为3 h,水浸率可提高到51.47%,总浸率可达79.81%。在复合添加剂用量较低情况下取得了较好的浸出效果,一方面源于Na₂SO₄对较高含量钙离子的固定作用,抑制了难溶性钒酸钙的形成;另一方面,NaCl焙烧生成了氧化性较强的气体HCl、Cl₂,既有助于破坏云母晶格结构,又有助于钒的氧化转价。     

硫酸渣煤基直接还原焙烧制备直接还原铁

采用煤基直接还原焙烧—磁选工艺对硫酸渣进行焙烧回收铁的试验研究,考察了还原剂、助熔剂、焙烧温度、焙烧时间等因素对焙烧效果的影响。结果表明:还原剂用量为30%,助熔剂CaO和Na₂SO₄的用量分别为15%和20%,在焙烧温度为950℃条件下焙烧50 min,最终得到直接还原铁的TFe品位为91.89%,TFe的回收率为82.26%,S残余含量0.03%。该直接还原铁可用作电炉炼钢原料。试验工艺对硫酸渣的综合利用和环境保护有着重要的经济和实用价值。      

由含钛高炉渣低温酸碱法制取富钛料

根据攀枝花高钛型高炉渣的组分性能和特点, 采用低温化学分离提取法, 将含钛高炉渣中的其它主要杂质组分除去, 使钛富集成可用于工业生产的富钛料。试验过程分2个步骤: 第一步是将5～6 mol/L盐酸溶液按酸渣比为0.9～1.0的比例, 在100 ℃下与空冷含钛高炉渣反应4 h, 将主要的酸溶性组分镁、铝、钙等分离; 第二步用NaOH与前面得到的主成分为钛和硅的过滤渣在碱渣比为0.5, 100 ℃下反应2 h, 将硅与钛组分分离, 即得到含TiO₂达73%左右的富钛料。     

由改性高钛渣浸出制备富钛料的研究

还原法制备的高钛渣 ,品位低 ,不适合直接作硫酸法和氯化法制备钛白的原料 ,经预氧化及加入添加剂等改性处理后可使钛组分富集于金红石相。选用经选择性富集的改性渣为原料 ,研究了改性渣中钛组分的选择性分离及其反应机理。实验结果表明 ,通过稀酸溶出改性渣可获得Ti O2 品位超过 95 %的人造金红石     

含钛高炉渣钛提取中酸解率影响因素的研究

采用硫酸法对含钛高炉渣进行钛提取,对影响含钛高炉渣酸解率的因素进行了实验室研究,确定了最佳工艺参数。结果表明,影响酸解率最重要的因素为酸浓度、酸渣比和反应时间;在含钛高炉渣细度300目、酸渣比（1.8~2.2）∶1,硫酸浓度85%,反应时间40 min,熟化温度160 ℃,熟化时间4 h,浸取浓度50 g/L,浸取时间8 h,浸取温度50 ℃的条件下,酸解率在85%以上,并可得到总钛浓度50 g/L以上的合格钛液。对钛液进行水解、水解产物经煅烧后得到的TiO₂其品位超过了98%。     

TiO_2的微波法制备及其相转变

以云南某高钛渣为原料,提出一种微波加热制备高品质人造金红石产品的新工艺,并对产物进行表征与分析。结果表明,高钛渣的主要成分是铁钛氧化物的固溶体,二氧化钛主要以锐钛矿形式存在,含少量金红石相。经过微波焙烧后,锐钛矿衍射峰消失,金红石衍射峰增强。高钛渣颗粒表面比较光滑、平整,微波焙烧后得到短棒状体金红石。     

电炉钛渣制备高品位人造金红石的试验研究

以云南某地两种不同性状电炉冶炼钛渣为原料, 对氧化还原-流态化酸浸和活化焙烧-洗硅-流态化酸浸两种高钛渣制备人造金红石的工艺路线进行了试验研究, 并通过XRD、SEM分析等手段探讨了氧化还原和活化焙烧对高钛渣改性的机理。试验结果表明, 低硅含量的电炉钛渣采用氧化还原-流态化酸浸工艺可获得符合沸腾氯化钛白原料要求的人造金红石;采用活化焙烧-洗硅-酸浸工艺可得到TiO₂品位97%的细粒级人造金红石。     

Na2CO3促进某硅质页岩中低价钒的钠化氧化作用研究

在对含钒硅质页岩添加NaCl进行氧化焙烧提钒过程中引入Na₂CO₃可促进钒的氧化和后续浸出。在对促进效果进行考察的基础上，通过对复合添加剂焙烧产物及浸出渣的化学成分、XRD及SEM-EDS等的分析，研究了Na₂CO₃的促进机理。结果表明：①在NaCl+Na₂CO₃（质量比为3∶2）与试验原料质量比为10%，焙烧温度800 ℃，焙烧时间180 min，焙烧产物在液固比10 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间120 min条件下搅拌浸出（600 r/min），钒浸出率达到84.96%。②焙烧过程中，原料中的白云母、伊利石等矿物铝氧八面体晶格被破坏，转变为主要含元素Na、K、Al、Si、O的熔融颗粒并析出钠长石。Na₂CO₃增加焙烧原料碱度，使石英反应活性增强并与熔融颗粒共熔产生多孔颗粒。③加入NaCl和Na₂CO₃后，熔融颗粒及石英共熔产生的微孔结构及焙烧过程中充填于熔融颗粒间的长石形成的气相通道，均使焙烧料内部O₂的扩散性增强，与低价钒接触几率增加，加速钒氧化进程，使钒氧化焙烧效果变好。     

微波焙烧高钛渣中试研究

对微波焙烧高钛渣制备人造金红石工艺进行了中试研究。采用均匀设计安排了中试实验, 验证了放大准则, 确定了放大参数, 同时考察了原料粒度、煅烧温度和通氧量等工艺条件对微波焙烧高钛渣的影响。结果表明: 微波焙烧时间是决定高钛渣氧化程度的关键参数。当高钛渣处理量为120 kg/h, 微波焙烧时间为4 h时, 最优工艺参数为原料粒度275 μm, 焙烧温度950 ℃, 通氧量0.557 m³/h, 在此条件下高钛渣的氧化率可以达到91%。     

高氯高铁型四氯化钛除钒尾渣焙烧提钒工艺研究

针对氯化法生产钛白粉工艺中除钒固体废弃物难以有效再利用的问题,研究了除钒尾渣钠化焙烧?水浸脱氯提钒工艺中Na2 CO3添加量、焙烧时间及温度对钒浸出率的影响,实现高氯高铁型四氯化钛除钒尾渣资源的二次利用.结果表明,采用液固比10 mL/g的水洗工艺,可大幅降低尾渣中NaCl对沉钒率的影响;水洗后的除钒尾渣在Na2 CO...     

焙烧预氧化-硫代硫酸盐浸出某难处理金精矿

对贵州某复杂难处理金精矿进行了焙烧预氧化-硫代硫酸盐浸出研究。通过试验确定了最佳氧化焙烧工艺参数和浸出条件。650 ℃下焙烧1 h, 焙砂再磨至-0.038 mm粒级占88.92%, 在硫酸铜用量0.01 mol/L、硫酸铵用量0.1 mol/L、硫代硫酸钠用量0.2 mol/L条件下常温常压浸出6 h, 金浸出率可达92.10%;同时对硫代硫酸盐浸出过程中的消耗规律进行了考察。     

陕北子长煤三种无机抑制剂浮选脱硫降灰研究

脱硫降灰是实现中高硫煤清洁利用的关键, 而浮选法在细粒煤脱硫中占据了重要的地位。为了提高中高硫煤的浮选脱硫降灰效果, 以陕北子长煤为研究对象, 利用筛分及浮沉试验考察了原煤的颗粒特性, 并对比了三种无毒无机抑制剂氧化钙(CaO)、硫酸铵[(NH₄)₂SO₄]、十水合焦磷酸钠(Na₄P₂O₇·10H₂O)以及其组合抑制剂对原煤脱硫降灰效果的影响, 并通过煤岩光片考察了浮选前后煤中黄铁矿的分布变化。结果表明, 浮选后煤岩光片中的黄铁矿分布密度有效下降, CaO的脱硫降灰效果最好, (NH₄)₂SO₄和其相近, Na₄P₂O₇·10H₂O脱灰效果次之, 但几乎没有脱硫效果, CaO和(NH₄)₂SO₄在用量分别为4 000 g/t和1 000 g/t时, 精煤硫分最低均为1.83%, 其脱硫效率最高分别为18.28%和12.35%, CaO和(NH₄)₂SO₄组合药剂未展现较好的协同作用, 脱硫脱灰效果均不及三种单种抑制剂, 但对细粒煤的脱硫脱灰有一定的提升作用。CaO和(NH₄)₂SO₄可作黄铁矿的抑制剂提高浮选的脱硫脱灰效率。      

废SCR脱硝催化剂碳酸钠焙烧-浸出行为及其热力学计算

采用碳酸钠熔盐法处理废SCR脱硝催化剂, 回收其中有价金属钒、钨, 在热力学计算基础上, 研究了焙烧温度、碳酸钠加入量、焙烧时间等工艺条件对熔盐反应效果的影响。结果表明, 当焙烧温度1 000 ℃、碳酸钠与废催化剂质量比1.2∶1、焙烧时间60 min时, 催化剂中钒、钨、钛的氧化物分别转变为Na₃VO₄、Na₂WO₄、Na₁₆Ti₁₀O₂₈和少量的Na₂TiO₃, 此时钒和钨的浸出回收率分别达到99.70%和99.48%。     

某含铬钛铁矿强磁粗精矿闪速焙烧试验研究

为降低国外某钛铁矿强磁粗精矿中的铬含量，使其能用于生产氯化钛白，对其进行了闪速焙烧试验研究。冷态模拟试验确定了闪速焙烧的最佳操作气速为0.61~0.69 m/s，热态试验确定了矿样闪速焙烧的最佳焙烧温度、焙烧时间分别为800 ℃和100 s ，气体流速为0.69 m/s，焙烧产品在干式磁选磁场强度318 kA/m、滚筒转速25 r/min条件下，最终可获得精矿TiO₂品位47.18%、杂质Cr₂O₃含量0.25%、TiO₂回收率87.23%的选别指标，精矿质量符合三级钛铁矿精矿质量要求，研究结果可为含铬钛铁矿资源的合理开发利用提供技术支持。     

钒钛铁精矿钛白废酸浸出提钒实验

为了提高钒钛铁精矿中V₂O₅的综合利用率,采用正交实验法,对其进行了钛白废酸直接浸出和焙烧-浸出实验。直接浸出实验结果表明,对V₂O₅浸出率影响最大的因素是液固比,影响最小的是废酸浓度;在浸出温度为90℃,浸出时间90 min,液固比为5和废酸浓度为20%时,钒钛铁精矿中V₂O₅的浸出率较高,其值为71.05%。焙烧-浸出实验结果表明,对钒浸出率影响程度由大到小分别是焙烧温度、碳酸钾配比、碳酸钠配比和焙烧时间;在焙烧温度为1000℃,焙烧时间1 h,碳酸钠配比为5%和碳酸钾配比为10%时,V₂O₅的浸出率可达84.48%。      

硫酸氧钛水解法制备重晶石/二氧化钛复合粉

以重晶石微粉(化学成分BaSO₄)为基体,以硫酸氧钛为钛源,采用水解法制备重晶石/二氧化钛复合颜料粉体。结果表明:所制备的前驱体随着煅烧温度的提高,包覆层外层的二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转化,硫酸钡中的SO₄2?对其接触的锐钛矿型二氧化钛向金红石型二氧化钛转化具有抑制作用;复合粉形成核壳结构,二氧化钛理论含量占复合粉质量为50%的重晶石/二氧化钛复合粉样品的蓝光白度达到94.70%,遮盖力为18.65 g/m2,吸油值为39.59 g/100 g,具有较好的颜料性能。      

钙化焙烧-酸浸工艺提取钼精矿中铼的研究

利用热力学计算软件Factsage7.0对Ca-Mo-Re-S-O体系进行了热力学分析, 结果表明, 钙化焙烧的适宜温度区间为600~625 ℃, 此时有利于减缓Re₂O₇的挥发, 生成易溶于稀硫酸的钼酸钙, 从而提高钼和铼的综合回收率。针对钼品位39.27%、铼品位340 g/t的含铼低品位钼精矿, 采用钙化焙烧-酸浸法, 研究了CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃等钙添加剂对铼综合回收率和固硫率的影响, 结果表明, 钙添加剂Ca(OH)₂的硫保留率和铼综合回收率在三者中最优; 焙烧温度625 ℃, Ca(OH)₂与钼精矿质量比为1∶1时指标较优, 铼综合回收率可达79.51%, 固硫率达91.49%。     

基于低温碱性熔炼技术的熔体物化性质研究

基于有色金属资源的低温碱性熔炼技术, 采用半球点法、旋转柱体法、阿基米德法和拉筒法, 分别测定了NaOH体系、NaOH-Na₂CO₃体系和NaOH-Na₂CO₃-Na₂SO₄体系的熔化温度和高温密度、熔体的粘度和表面张力, 并研究了不同碱组分含量对各体系物化性质的影响。结果表明, 体系的熔化温度、粘度、表面张力和密度均随着Na₂CO₃和Na₂SO₄含量增加而增大, 三个体系的熔化温度、粘度、表面张力和高温密度的大小顺序为: NaOH-Na₂CO₃-Na₂SO₄体系>NaOH-Na₂CO₃体系>NaOH体系。