阅读说明：本技术 提钛尾渣的回收利用方法 (Recycling method of titanium extraction tailings ) 是由 刘娟 叶恩东 王建鑫 王东生 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及提钛尾渣的回收利用方法,属于钛资源利用领域。本发明提供了提钛尾渣的回收利用方法,包括如下步骤：取提钛尾渣,水洗,磁选,将所得磁选精料干燥,沸腾氯化处理,即得四氯化钛；其中,所述的提钛尾渣含有如下质量百分比的成分：TiC 2％～3.5％、TTi 11％～14％、TFe 1.2％～1.7％、SiO<Sub>2</Sub>20～28％、FeO 1％～2％、MgCl<Sub>2</Sub>0.1％～1％、CaCl<Sub>2</Sub>2％～4％。采用本发明方法对提钛尾渣进行处理后,尾渣中TiC降低至1.0％以下,整个工艺流程的Ti的回收率大于80％,对于提高尾渣中Ti的利用率具有重要意义。(The invention relates to a recycling method of titanium extraction tailings, belonging to the field of titanium resource utilization. The invention provides a recycling method of titanium extraction tailings, which comprises the following steps: taking and extracting titanium tailings, washing with water, carrying out magnetic separation, drying the obtained magnetic separation concentrate, and carrying out boiling chlorination treatment to obtain titanium tetrachloride; wherein the titanium extraction tailings comprise the following components in percentage by mass: TiC 2% -3.5%, TTi 11% -14%, TFe 1.2% -1.7%, SiO 2 20～28％、FeO 1％～2％、MgCl 2 0.1％～1％、CaCl 2 2 to 4 percent. After the method is adopted to treat the tailings of extracting the titanium, the TiC in the tailings is reduced to be less than 1.0 percent, the recovery rate of the Ti in the whole process flow is more than 80 percent, and the method has important significance for improving the utilization rate of the Ti in the tailings.)

提钛尾渣的回收利用方法

技术领域

本发明涉及提钛尾渣的回收利用方法，属于钛资源利用领域。

背景技术

四氯化钛是制备海绵钛和钛白粉的重要原料，其生产方法之一是采用TiO₂含量20％～25％的高炉渣在高温下加碳熔炼获得TiC含量约12％～15％的碳化渣，TiC在低温450～500℃下与氯气发生氯化反应，从而提取利用高炉渣中的钛。在整个低温氯化反应过程中，即使TiC被充分消耗，仍然会残留总重量80％～85％的氯化反应后残渣。以攀钢现有生产四氯化钛产量计算，每年提钛尾渣产生量约2～3万吨，该提钛尾渣中TiC含量约2％～3.5％，目前通常是将其中的氯离子去除后用于建材行业，造成了钛资源的极大浪费。因此，如何处理和高效利用提钛尾渣，对于提高钛资源的综合利用率具有重大意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供提钛尾渣的回收利用方法。

本发明提供了提钛尾渣的回收利用方法，包括如下步骤：取提钛尾渣，水洗，磁选，将所得磁选精料干燥，沸腾氯化处理，即得四氯化钛；其中，所述的提钛尾渣含有如下质量百分比的成分：TiC 2％～3.5％、TTi 11％～14％、TFe1.2％～1.7％、SiO₂ 20～28％、FeO1％～2％、MgCl₂ 0.1％～1％、CaCl₂ 2％～4％。

进一步地，所述的提钛尾渣是碳化高炉渣氯化后产生的残渣。

优选地，所述的高炉渣中TiO₂含量为20％～25％。

进一步地，水洗至提钛尾渣中MgCl₂含量低于0.03％，CaCl₂含量低于0.03％。

进一步地，所述的磁选满足以下至少一项：

采用湿式磁选；

磁场强度为0.6～0.9T。

进一步地，磁选后分别收集磁选精料和磁选尾料，其中精料：尾料的质量比为(0.5～0.68)：(0.82～1)。

进一步地，所述的干燥采用沸腾氯化过程产生的烟气对磁选精料进行烘干。

进一步地，所述沸腾氯化处理以氮气和氯气的混合气体作为氯化气体，其中氮气：氯气的体积比为2:1～3:1。

进一步地，沸腾氯化处理的气体流量为2.0～3.0L/min。

进一步地，氯化温度为450～500℃。

进一步地，磁选精料在沸腾氯化炉内的平均停留时间为3～5min。

在高温下用碳还原攀钢高炉渣，使渣中的TiO₂转变为TiC，相应的渣称为碳化渣。这种碳化渣在700℃以下进行“低温选择性氯化”，将高炉渣中的钛以TiCl₄的形式提取出来，这是从像攀钢高炉渣这样的低品位、复杂钛原料中提钛的一种工艺。其中，氯化反应后产生的残渣，即本发明所述的提钛尾渣。

根据本发明的一些实施例，沸腾氯化处理所用装置为Ф50mm间歇式低温沸腾氯化炉。优选地，沸腾氯化处理的加料量为200g。根据需要，沸腾氯化处理可放大流化反应器，提高提钛尾渣的处理量。

本发明提供了提钛尾渣的回收利用方法，采用该方法对提钛尾渣进行处理后，尾渣中TiC降低至1.0％以下，整个工艺流程的Ti的回收率大于80％，对于提高尾渣中Ti的利用率具有重要意义。此外，本发明提供的提钛尾渣处理工艺为国内外首创，且工艺流程简单，所用设备均为常见设备，具有较好的推广应用前景。

附图说明

图1为实施例中提钛尾渣处理的典型工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了提钛尾渣的回收利用方法，包括如下步骤：取提钛尾渣，水洗，磁选，将所得磁选精料干燥，沸腾氯化处理，即得四氯化钛；其中，所述的提钛尾渣含有如下质量百分比的成分：TiC 2％～3.5％、TTi 11％～14％、TFe1.2％～1.7％、SiO₂20～28％、FeO1％～2％、MgCl₂ 0.1％～1％、CaCl₂ 2％～4％。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：提钛尾渣中残留2％～3.5％的TiC，说明氯化反应进行得并不完全。虽然理论上可以不断延长氯化反应的时间，以获得更高的转化率，但实际上随着反应时间的延长，发现一些呈熔融状态的物质在床层内越积越多，使颗粒粘结，恶化流态化炉况，甚至堵塞筛板孔眼，无法正常进行氯化操作。发明人通过分析提钛尾渣以及熔融态物质的化学成分，得出主要是由于氯化反应的副产物CaCl₂和MgCl₂造成了上述情况。为此，本发明提出首先通过水洗去除提钛尾渣中的CaCl₂和MgCl₂，为尾渣的进一步氯化提供了可能。水洗后进行磁选，由于TiC与Fe结合在一起，由此可以分选出渣中的TiC颗粒,使得TiC含量由2.5％～3.5％提高至5.5％～6.5％，同时粒度也略微提高。然后磁选尾料可用于制备建筑材料，磁选精料可以利用碳化渣沸腾氯化过程产生的烟气进行烘干处理，烘干后磁选精料返回氯化炉再次进行沸腾氯化处理，提取其中的钛资源制备粗四氯化钛，为海绵钛及钛白粉提供原料支撑。本发明工艺实现了提钛尾渣中有价成分的回收利用，提高了钛资源的综合利用率。

本发明回收利用方法中，通过对提钛尾渣进行水洗除水溶性氯化物CaCl₂和MgCl₂,降低了熔融物质的生成量，有利于沸腾氯化时流化状态的顺行。磁选处理可提高提钛尾渣中TiC含量，由2.5％～3.5％提高至5.5％～6.5％，且粗颗粒粒度由60～240目占比90％提高到60～150目占比90％，沸腾氯化时流化状态更佳。通过合理控制氯化参数，使得氯化后尾渣中TiC含量降至1.0％以下。整个工艺流程通过对碳化渣提钛后尾渣进行系列处理后再返回沸腾氯化炉进行低温氯化处理，流化状态良好，氯化率达到75％以上，Ti的回收率在80％以上。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例中所用提钛尾渣的典型成分如下表所示：

表1提钛尾渣成分/％

实施例中提钛尾渣处理的典型工艺流程如图1所示。

实施例1采用本发明方法回收利用提钛尾渣

低温氯化处理后提钛尾渣中TiC含量为3.06％，CaCl₂和MgCl₂含量分别为2.38％和0.52％。将提钛尾渣进行水洗，洗水选用普通自来水，去除其中的水溶性氯化物氯化钙和氯化镁，水洗后提钛尾渣中CaCl₂和MgCl₂含量均<0.03％。将水洗后的提钛尾渣投入湿式磁选机进行磁选处理，加料量为1.5Kg，磁场强度为0.8T。磁选后精料为0.67Kg，尾料为0.83Kg。精料中TiC含量为6.27％，粗颗粒粒度由60～240目占比90％提高到60～150目占比90％。将磁选后尾料用作建筑材料原料，用低温氯化后烟气烘干磁选精料，干燥处理后磁选精料返回低温氯化炉再次进行氯化处理，使TiC与Cl₂发生反应生成TiCl₄。低温氯化所用装置为Ф50mm间歇式低温沸腾氯化炉，加料量为200g。氯化所用气体为氮气和氯气的混合气体，氮气：氯气体积比为2:1，混合气体的流量为2.5L/min，氯化温度为450℃，磁选精料在沸腾氯化炉内的平均停留时间为4min。氯化后新提钛尾渣的量为177g，尾渣中TiC含量为0.89％。整个工艺流程钛的回收率为80.03％。

实施例2采用本发明方法回收利用提钛尾渣

低温氯化处理后提钛尾渣中TiC含量为3.06％，CaCl₂和MgCl₂含量分别为2.38％和0.52％。将提钛尾渣进行水洗，洗水选用普通自来水，去除其中的水溶性氯化物氯化钙和氯化镁，水洗后提钛尾渣中CaCl₂和MgCl₂含量均<0.03％。将水洗后提钛尾渣投入湿式磁选机进行磁选处理，加料量为1.5Kg，磁场强度为0.9T。磁选后精料为0.68Kg，尾料为0.79Kg。精料中TiC含量为6.3％，粗颗粒粒度由60～240目占比90％提高到60～150目占比90％。将磁选后尾料用作建筑材料原料，用低温氯化后烟气烘干磁选精料，干燥处理后磁选精料返回低温氯化炉再次进行氯化处理，使TiC与Cl₂发生反应生成TiCl₄。低温氯化所用装置为Ф50mm间歇式低温沸腾氯化炉，加料量为200g。氯化所用气体为氮气和氯气的混合气体，氮气：氯气体积比为3:1，混合气体的流量为3L/min，氯化温度为500℃，磁选精料在沸腾氯化炉内的平均停留时间为5min。氯化后新提钛尾渣的量为172g，尾渣中TiC含量为0.84％。整个工艺流程钛的回收率为82.66％。

需要说明的是，本说明书中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合和组合。