高钛型高炉渣钛提取工艺研究现状及发展展望

含钛高炉渣可直接用于制作混凝土、渣棉和混凝土砌块等原材料,但其钒、钛有价资源得不到有效利用。中国含钛高炉渣储量大,且每年仍以较快速度增长。因而含钛高炉渣钛资源提取问题成为研究热点。通过对含钛高炉渣钛提取技术的相关研究进行回顾,分别从钛铁合金、钛白和四氯化钛等不同富集形式,对含钛高炉渣钛提取工艺的过程以及优缺点进行综述,并分析探讨各工艺可行性,期望可以促进钛资源可持续健康发展,达到资源综合利用目的。     

湿式弱磁选从含钛高炉渣中提取金属铁的研究

基于攀钢高钛型含钛高炉渣综合利用现状,提出"磁选收铁-活化脱铝—酸浸提钛"的技术途径,以期实现含钛高炉渣中Fe、Al、Ti等有价元素的综合回收。采用X射线衍射仪和矿相显微镜研究了含钛高炉渣中矿物相的组成和金属铁在含钛高炉渣中的赋存状态。采用单一弱磁选和阶段磨矿-阶段弱磁选的工艺回收含钛高炉渣中的金属铁。结果表明:高炉渣中的主要矿物相为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石,金属铁多以球粒状分布于透辉石等矿物颗粒中,含少量磁铁矿。采用阶磨、阶选的工艺在节约磨矿成本的同时可获得铁精矿的品位为63.5%,回收率为64.2%,有效回收了高炉渣中的金属铁,并为后续工艺中活化脱铝和酸浸提钛创造了有利条件。     

湿式弱磁选从含钛高炉渣中提取金属铁的研究

基于攀钢高钛型含钛高炉渣综合利用现状,提出“磁选收铁-活化脱铝—酸浸提钛”的技术途径,以期实现含钛高炉渣中Fe、Al、Ti等有价元素的综合回收.采用X射线衍射仪和矿相显微镜研究了含钛高炉渣中矿物相的组成和金属铁在含钛高炉渣中的赋存状态.采用单—弱磁选和阶段磨矿-阶段弱磁选的工艺回收含钛高炉渣中的金属铁.结果表明:高炉渣中的主要矿物相为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石,金属铁多以球粒状分布于透辉石等矿物颗粒中,含少量磁铁矿.采用阶磨、阶选的工艺在节约磨矿成本的同时可获得铁精矿的品位为63.5％,回收率为64.2％,有效回收了高炉渣中的金属铁,并为后续工艺中活化脱铝和酸浸提钛创造了有利条件.     

碳对含钛高炉渣钠化反应热力学及钠化率的影响

为高效回收含钛高炉渣中钛元素,探索含钛高炉渣综合利用的新工艺。通过热力学计算分析了含钛高炉渣钠化可行性,热力学计算结果表明,在高于碳酸钠熔点1 124 K低于1 423 K的温度范围内进行含钛高炉渣的钠化反应是可行的。采用渣碱共熔法对含钛高炉渣进行钠化试验研究,结果表明,碳可以促进含钛高炉渣的钠化,随着配碳量的增加,含钛高炉渣的钠化率增加,在含钛高炉渣粒径d0为0.075 mm、反应温度为1 423 K、反应时间为2 h的条件下,当配碳量为nC∶nNa_2CO_3=2∶1时,含钛高炉渣的钠化率达到78%并维持稳定状态。     

盐酸法浸出水淬含钛高炉渣制备高纯金红石型二氧化钛

采用盐酸法浸取水淬含钛高炉渣,固液分离后可得到富含钛、铝等有价元素的浸取液,再通过水解、沉淀等方式可制得高纯度金红石型二氧化钛、氧化铝等产品。系统研究了酸浓度、液固比、反应温度及反应时间等工艺条件对含钛高炉渣中不同元素浸出率的影响,确定了浸出反应的优化工艺条件。当反应温度为90℃,盐酸浓度为33%,液固比为15∶1(mL∶g),反应时间为30 min时,钛的浸出率可达到75.3%。130℃条件下对浸出液进行水解、干燥,即可得到纯度为97.7%的金红石型二氧化钛。该方法可直接从水淬含钛高炉渣中回收钛元素并制得高纯度二氧化钛产品,流程短,能耗低,可为含钛高炉渣的资源化利用提供支持。     

含钛高炉渣钛富集工艺及钛资源利用

为实现高炉渣中钛的富集和利用,研究了炉渣钛富集的技术手段,分析了炉渣钛资源利用的可能性。结果表明,炉渣中的钛能够以四氯化钛、钛铁合金、钛白、碳化钛形式富集以及选择性析出富集,其中选择性析出富集是一种绿色环保的富集技术。炉渣中钛资源可被用于建筑材料、玻璃材料、功能材料以及肥料,炉渣提钛工艺流程均较为复杂,容易对环境造成污染,并且成本较高。将部分低钛渣直接用于建筑材料或肥料、高钛渣借助选择性析出技术富集后再利用是未来含钛炉渣综合利用研究的重点方向。     

含钛高炉渣钛富集工艺及钛资源利用

为实现高炉渣中钛的富集和利用,研究了炉渣钛富集的技术手段,分析了炉渣钛资源利用的可能性。结果表明,炉渣中的钛能够以四氯化钛、钛铁合金、钛白、碳化钛形式富集以及选择性析出富集,其中选择性析出富集是一种绿色环保的富集技术。炉渣中钛资源可被用于建筑材料、玻璃材料、功能材料以及肥料,炉渣提钛工艺流程均较为复杂,容易对环境造成污染,并且成本较高。将部分低钛渣直接用于建筑材料或肥料、高钛渣借助选择性析出技术富集后再利用是未来含钛炉渣综合利用研究的重点方向。     

氧化对含钛高炉渣钛组分走向的作用

 改变含钛高炉渣中矿相组成的研究是含钛高炉渣综合利用的关键;通过背散射电子形貌像、X射线能谱分析和X射线物相分析等手段,对氧化前的含钛高炉渣及其氧化改性后的渣样进行分析,表明氧化后渣中含钛相的形貌、成分和相结构等发生变化;钛的赋存状态也发生相应的改变。     

高钛型高炉渣中钛组分选择性富集与析出研究进展

基于含钛高炉渣综合利用的大量研究工作,对含钛高炉渣的利用现状及高钛渣中钛组分的富集和析出等进行了综述。钛渣提钛的利用主要有制取钛合金、酸处理、碱处理或高温碳化-低温氯化处理高钛渣以及利用选择性分离技术提取钛富集相。重点对高钛渣中富集相为钙钛矿相、金红石相和黑钛石相的结晶行为研究进展进行了介绍。含钛相从熔渣中有效地富集、分离并实现工业化生产,是高钛渣提钛利用研究的重点和方向。有效地提取高钛渣中分散的钛元素,对钛渣的综合利用具有重要的经济价值和实际意义。     

攀钢含钛高炉渣湿法提钛工艺

酸浸法提钛工艺可以获得较高TiO2含量的产物,但是该工艺所产生的酸浸液存在难回收的问题.采用碱浸法可以避免酸浸液回收的问题,但是该工艺流程比较复杂,钠盐的回收成本较高.酸碱法在理论上可以将含钛高炉渣转化为富钛料,然而该工艺流程相对复杂,工业应用还需要不断深入研究与完善.针对采用湿法工艺从攀钢含钛高炉渣中提钛的各项技术,从技术、经济、环保等方面进行对比分析,指出需要将湿法工艺与火法工艺联合,同时将一些外场冶金技术引入到含钛高炉渣的提钛分离过程中,从而有望高效、综合利用攀钢含钛高炉渣.      

真空碳热还原-酸浸含钛高炉渣制备TiC

中国超过50％钛资源在高炉冶炼过程中进入炉渣,渣中TiO2的质量分数高达20％～30％,是一种高附加值二次资源,但在对该资源综合利用过程中,始终未能解决经济提取、硅钛难分,二次污染严重等问题.在热力学理论指导下进行真空碳热还原-酸浸联合工艺处理含钛高炉渣制备TiC研究.研究表明,碳热还原温度越高或相同温度下真空度越高越有利于炉渣中各成分还原;随着真空度增加碳热还原温度要求降低;当温度达到1 573K,真空度为1 Pa,可将SiO2还原得到具有高蒸气压的SiO、MgO被还原为Mg蒸气而离开体系,可实现渣中硅镁与钛彻底分离;真空碳热还原含钛高炉渣制备TiC的最佳条件:还原温度1673 K,炉渣粒度75μm占80％,渣碳质量比100∶38.     

提钛尾渣综合利用研究

四川攀钢集团高炉残渣经提钛处理后生成主要由铝酸钙、尖晶石组成的提钛尾渣。提钛尾渣A1：O,含量高,铝硅比高,但高CaO含量导致其A1：O,溶出率低,不宜单独采用拜耳法处理。将提钛尾渣作为铝土矿溶出过程添加剂,可替代石灰,同时能够有效利用提钛尾渣中氧化铝资源,给提钛尾渣综合利用找到了新的处理思路。     

高钛型球团在攀钢高炉的应用

 经过对高炉配加高钛型球团的理论分析和在实验室对高炉利用高钛型球团炉料结构的熔滴性能研究表明,高炉配加该炉料,有利于提高钒钛烧结矿质量和球团比例,降低炉渣中高熔点物质的含量,有利于改善高炉透气性和综合炉料性能。同时生产试验亦表明,高炉利用高钛型球团对增铁节焦,增加喷煤比具有明显效果,具有优化高炉炉料结构的作用。     

含钛高炉渣渣钛分离研究

对某钢厂高钛型高炉渣进行了渣钛分离研究,确定了以NaOH作为分离剂制取偏钛酸晶体粉末的工艺路线,实现了合钛高炉渣资源的有效利用.含钛高炉渣中的钛、硅、铝氧化物在高温下与NaOH发生发应,生成相应的含氧酸钠盐,经过水浸和酸洗即可得到偏钛酸结晶.实验表明,温度对分离效果的影响显著,当渣与分离剂之比为50∶33、焙烧温度达1 350℃时,效果最佳,生成的偏钛酸量最大.     

高钛高炉渣碎石用做砼骨料的研究

攀钢高炉渣TiO2含量15%以上，与普通高炉渣的组成结构有较大差异，高钛高炉渣的性质研究及其用于砼的试验说明：高钛高炉渣结构稳定，其碎石用做砼骨料与普通碎石相比，抗压强度及劈拉强度稍高于后者。此外，其运用实例也说明了高钛高炉渣砼的稳定性。开发利用高钛高炉渣对环境保护，延长攀钢渣场使用年限具有重要意义。