含钛高炉渣制备二氧化钛晶须的研究

以承德钢铁公司含钛高炉渣以及石英、硼酸、硼砂为主要原料,将配料组成选择在Na₂O-CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂-TiO₂系的分相区域,其中炉渣质量分数为50%~72%。将混合均匀的配料在1 250 ℃高温厢式电阻炉中熔融制得玻璃样品,对玻璃样品在700~900 ℃进行热处理制备二氧化钛晶须。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对样品进行物相和形貌分析,结果表明：热处理温度为850 ℃时析出直径为0.5~1 μm、长径比大于50的钛酸钙（CaTiO₃）晶须。样品组成中氧化钠的含量对钛酸钙晶须的生成影响较大,氧化钠的引入导致［BO₃］向［BO₄］转变,促进系统分相,使分相界面增多,提供了有利的成核位,促进了晶须的生长。样品的光催化效率最高可达58%。     

硫酸铵熔融反应法从含钛高炉渣中回收钛

以承钢含钛高炉渣、(NH₄)₂SO₄和KHSO₄为主要原料,通过熔融反应法使其中的钛转化为易溶于水的形式,达到回收钛的目的。考察了(NH₄)₂SO₄加入量、KHSO₄加入量、加热温度和保温时间对钛回收率的影响。实验结果表明,反应温度和保温时间对钛回收率的影响较大。回收钛的最适条件为：含钛高炉渣与(NH₄)₂SO₄的质量比为1∶6,反应温度为350℃,保温时间为27 min,在此条件下钛的回收率为91.7%,硫酸铵中氮的挥发损失率为81.5%。回收钛后所得残渣主要含有大量硫酸钙、二氧化硅和少量钙钛矿、钙铝黄长石。     

攀钢含钛高炉渣中钛组分的提取及综合利用进展

自20世纪70年代以来,攀钢炼铁产生了大量的含钛高炉渣,其TiO2含量达20%～29%,目前仍以每年300万吨的速度增加,是我国特有的二次钛资源。长期以来,许多学者和工程技术人员对其中钛的提取及其综合利用进行了大量的探索研究,虽然取得了一些进展,但或由于技术困难、经济效益差,或造成二次污染等原因难以实现工业化利用。这些宝贵资源不仅未得到利用,而且由于大量堆积还严重污染环境。因此,研究含钛高炉渣的综合利用不仅具有极大的经济效益,而且对于循环经济、节约型社会、环境保护和可持续发展具有重大的社会效益。本文总结分析了近年来攀钢含钛高炉渣综合利用研究方面取得的一些进展和存在的主要问题,提出了今后研究的主要方向,不断推动实现攀钢含钛高炉渣的真正利用。     

自然冷却含钛高炉渣中钛的提取与分离

对自然冷却含钛高炉渣中钛的提取与分离进行了研究,提出了钛的两段富集路线,即先用盐酸浸出含钛高炉渣,初步分离钛、硅与其他可溶性杂质;所得酸浸渣再作高温热处理结晶分离硅与钛. 研究结果表明,盐酸浸出可获得含TiO2约33%, SiO2约36%的一次浸渣,TiO2主要来自钛液水解生成的偏钛酸(H2TiO3)与原渣中未反应的钙钛矿(CaTiO3). 热处理过程中偏钛酸中的TiO2被还原为Ti3O5并从熔体中结晶析出,Ti3O5含量约85%,平均粒径为20 mm. 添加少量锐钛型TiO2可使Ti3O5的晶体尺寸增大,平均粒径达36 mm,因此可以通过重选的方法分离Ti3O5相与富含硅物相. 计算出钛的理论收率约为39%.     

含钛高炉渣制二氧化钛水解参数研究

水解过程是硫酸法钛白生产中极其重要的一步.结合攀枝花钢铁公司炼铁高炉渣的情况以及中国钛白粉工业现状,以攀钢高炉渣酸解除杂后的钛液为原料,采用自生晶种水解法制备二氧化钛.运用激光粒度分布仪测试二氧化钛粒度分布,研究了含钛高炉渣酸解液水解控制参数F值(有效酸浓度与总二氧化钛浓度比)、底水量、铁与总钛浓度比对水解产品二氧化钛粒度和粒度分布的影响.实验结果表明:F值在2.8～3.36,水解产品二氧化钛的粒度约O.2 μm,且分布较窄;铁钛浓度比越小水解得到的二氧化钛的粒度分布越好,平均粒度适当;在本体系中,二氧化钛粒度影响程度由大到小的顺序是F值、底水量、铁钛浓度比.     

高炉渣制取高钛渣的新工艺研究

结合攀枝花钢铁公司炼铁高炉渣的情况以及我国钛白粉工业的现状,我们制定了采用液相法硫酸浸取高炉渣中的TiO2、水解浓缩为高钛渣,且综合利用铝及酸废液循环操作的基本工艺方案,并初步探讨了微波对钛液水解的影响.     

含钛和稀土高炉渣光催化降解活性艳红X-3B

实验制备了含钛高炉渣／稀土渣复合光催化剂，负载于玻璃表面，通过对水溶液中活性艳红X-3B的降解实验，研究了含钛高炉渣／稀土渣复合光催化剂的光催化效果，评价了含钛高炉渣／稀土渣复合光催化剂性能与溶液的pH值、不同光源、空气流量及热处理温度的影响关系，并与纯TiO2光催化剂进行了对比实验。结果表明：经600℃处理的催化剂具有最好的光催化性，酸性条件、适当空气通人量、提高紫外光强度均有助于染料的降解。     

含钛高炉渣的利用现状与展望

由于含钛高炉渣的排放造成了大量钛资源的流失,对它的利用已成为人们关注的焦点。本文介绍了含钛高炉渣的综合利用研究现状,并分析了存在的问题以及高炉渣在光催化领域应用的可行性,对其研究前景进行了展望。     

熔盐高效分解含钛高炉渣制备纳米二氧化钛

采用熔盐法对含钛高炉渣进行高效分解并提取含钛组分,利用含钛滤液为原料制备了纳米二氧化钛粉体。对熔盐分解含钛高炉渣进行了热力学分析,并研究了碱渣比、熔盐反应温度及熔盐反应时间对钛组分浸出率的影响和pH及水解温度对二氧化钛产品纯度的影响。实验结果表明高炉钛渣在氢氧化钠熔盐中反应生成钛酸钠在热力学上是可行的。确定了最佳的碱渣比为3:1,最佳熔盐反应温度为500℃,最佳反应时间为3 h,在此条件下钛元素的浸出率为99.8%。得出较佳的水解pH范围为0.1～0.2,最佳水解温度为100℃。实验中制备的纳米二氧化钛粒子球形度好,粒度大小均匀且分散性好,颗粒直径为100 nm左右。     

混合酸浸法分离含钛高炉渣中的主要成分

根据含钛高炉渣的结构和组分的化学性质特点,采用低温盐酸硫酸混合酸浸法将高炉渣中的钛组分富集于滤渣中,钙、铝、镁、铁等酸溶性组分富集于滤液中,研究了混合酸浓度、盐酸/硫酸配比、反应温度等对组分分离效果的影响. 结果表明,采用混合酸浓度为6 mol/L、盐酸与硫酸体积比为3:1的混合酸、酸渣质量比为1.2:1条件下,混合酸与含钛高炉渣在80℃反应5 h后,滤渣中TiO2含量可达30%以上.     

含钛高炉渣制备SCR烟气脱硝催化剂

以含钛高炉渣为原料,稀硫酸为溶剂提取钛液,钛液经水解、高温焙烧后制得高比表面积的TiO₂,并以其为载体采用分步浸渍法制备了V₂O₅-WO₃/ TiO₂催化剂。优化了含钛高炉渣的酸解条件,对所得TiO₂进行了XRD、XRF、BET表征,用自制催化剂评价系统考察了所制备催化剂的脱硝性能及抗硫抗水性能。结果表明：H₂SO₄浓度40%、酸渣比1.5、酸解温度80℃、酸解时间3 h条件下,TiO₂浸出率可达90%,水解产物主要为锐钛型TiO₂,纯度达到74%,含有21.2%无定形SiO₂及少量其他杂质。SiO₂的存在提高了产物的比表面积、孔径,有利于活性组分的负载。以含钛高炉渣基TiO₂为原料制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂相比于以商业TiO₂和TiOSO₄制备的催化剂,在250～450℃具有更高的催化活性,且在300℃具有较好的抗硫抗水性能。     

提钛尾渣处理钛白废水试验研究

为了拓展攀钢提钛尾渣的利用途径及降低钛白企业废水处理成本,进行了提钛尾渣处理钛白废水的试验研究。试验表明,处理钛白废水的提钛尾渣中氯质量分数应≤0.24%,即必须使用洗后提钛尾渣处理钛白废水。随着废水酸浓度的增加及洗后提钛尾渣配比的增加,提钛尾渣与废水中和后pH越来越低;洗后提钛尾渣可代替20%石灰石液体中和废水,中和后pH、滤液及中和渣的化学成分在正常范围内。     

熔盐法处理富钛渣制备金红石型TiO_2

工业生产钛白粉的方法主要有硫酸法和氯化法两种,但这两种方法都存在环境污染严重的问题。本文提出了一种常压、低温下钠碱熔盐分解富钛渣制备金红石型二氧化钛的新工艺,从生产源头消除了对环境的污染,实现钛资源的可持续发展。介绍了该反应的制备、水洗、固相离子交换-水解耦合和煅烧过程。实验结果表明,该工艺可以制得理想的金红石型二氧化钛,二氧化钛含量为96.66%。     

深还原钛渣硫酸法制取钛白实验研究

以含钛铁精矿直接还原冶炼的含钛物料（深还原钛渣）为原料,对硫酸法制取颜料级钛白粉的工艺进行了研究。实验结果表明,深还原钛渣具有良好的酸解性能,酸解率可达97%;酸解后得到的钛液过滤性能好;但酸解钛液中氧化镁和氧化铝浓度过高,所以直接以该钛液为原料制得的钛白颜料性能差。采用深还原钛渣和钛精矿按一定比例混合酸解,可以避免钛液杂质含量过高对最终钛白产品质量造成的影响。深还原钛渣较佳用量为不高于钛原料总质量的20%。     

杂质成分在含钛炉渣硫酸法制钛白中的去向分析

为了考察含钛炉渣作为硫酸法钛白生产原料的可行性,分析研究了含钛炉渣的物相组成以及硫酸法钛白生产过程中杂质成分氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅、全铁（TFe）、钒和铬等的去向,并对制得的钛白初品质量进行了分析。结果表明,含钛炉渣中的杂质元素二氧化硅、钒、铬和氧化钙主要进入酸解残渣,氧化镁、三氧化二铝、全铁等主要进入偏钛酸过滤洗涤得到的废液中,进入最终钛白产品的杂质含量很低,不会影响产品质量。     

以钛精矿和钛渣为原料制备硫酸法钛白粉的对比分析

通过研究钛精矿与钛渣在性质上的不同,结合国内外学者的研究状况,综合论述了钛渣、钛精矿分别在后续制备硫酸法钛白粉中存在的成本、物料平衡、酸解工艺、水解工艺的优劣,钛渣相比钛精矿在综合成本上优势更明显,为进一步促进钛渣利用的发展,可以从生产工艺和环保两方面双管齐下。结合酸解与水解工艺表明,采取钛渣与钛精矿混合酸解,合理控制其总钛液n（铁）/n（钛）,同时优化工艺参数,可以得到高品质的钛白粉。     

硫酸法钛白粉生产废水治理的实验研究

硫酸法钛白粉废水含有大量的废酸,通常利用石灰制成的氢氧化钙乳浊液进行中和处理.电石渣是氯碱行业产生的废渣,主要成分为氢氧化钙,理论上可以替代石灰作为硫酸法钛白粉废水治理的药剂使用.实验通过对比石灰和电渣处理硫酸法废水的效果,分析电石渣替代石灰的技术可行性,为废物的利用寻求一个合理的途径.     

添加Fe2O3对碳热还原含钛高炉渣的影响

以攀枝花含钛高炉渣为原料,针对碳热还原含钛高炉渣的还原产物TiC晶粒粒径较小而难以分离的问题,在原料中添加不同比例的Fe2O3促进TiC与渣相分离. 结果表明,原料中加入Fe2O3后,还原产物中Fe在渣中呈弥散分布,渣中TiC晶粒依附Fe相生长. Fe2O3添加量为5wt%时,依附于Fe相形核长大的TiC明显沉降,富集于还原产物底部,含钛高炉渣还原产物中TiC初步富集.