水淬含鈦高爐渣的酸解研究.pdf

1、攀枝花釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦后約有55％左右Ti進(jìn)入鐵精礦，在隨后的高爐煉鐵中，鈦基本上進(jìn)入高爐渣。攀鋼每年要排放300萬(wàn)噸這種含鈦22—23％的高爐渣。由于Ti含量高，不能作為生產(chǎn)水泥的原料，而作為提取鈦的原料其品位又太低，目前還沒(méi)有尋求到有效利用途徑。大量高爐渣堆積如山，不僅占用了大量的土地，而且污染了環(huán)境。對(duì)含鈦高爐渣的綜合利用是現(xiàn)在迫切需要解決的環(huán)保問(wèn)題。 本研究從理論分析入手，熱力學(xué)計(jì)算表明，硫酸分解高爐渣的反應(yīng)在常溫下即具

2、有較大的熱力學(xué)趨勢(shì)，而熱力作用(水淬)無(wú)論在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面都將更有利于浸出反應(yīng)的進(jìn)行。故提出對(duì)含鈦高爐渣先水淬后酸解的方案。 初步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與自然冷卻的高爐渣相比，水淬確實(shí)顯著地強(qiáng)化了高爐渣的浸出。研究發(fā)現(xiàn)，浸出分為兩個(gè)階段，在鈦浸出率<80％以前，浸出非常迅速，而之后則趨于停滯。提出了分段酸解水淬含鈦高爐渣的工藝路線。 采用20一30％硫酸首先對(duì)水淬渣在較低溫度下進(jìn)行一段浸出。研究了各組分(Ti、Al、Mg和Si

3、)的浸出行為，發(fā)現(xiàn)Al和Mg優(yōu)先于Ti溶出。當(dāng)鈦的浸出率為46％時(shí)，Al幾乎完全溶出，而Mg則有65％溶出，而且在初期酸解中Al、Mg和Ti浸出率之比保持恒定，并不隨浸出條件而改變。提出將鈦的浸出率達(dá)46％作為一段浸出的終點(diǎn)。 考察了直接酸解、先活化一再酸解以及邊磨邊浸三種方式對(duì)一段浸出渣(二次渣)的浸出效果。發(fā)現(xiàn)邊磨邊浸方式能顯著強(qiáng)化二次渣浸出，研究了邊磨邊浸方式下的二段浸出工藝條件，獲得優(yōu)化的浸出條件是：50％H<,2>SO

4、<,4>、渣酸比1：1。33，90℃左右、球料比5：1、轉(zhuǎn)速500r／min，在此條件下鈦的浸出率為94％以上。 探討了硫酸浸出水淬高爐渣的機(jī)理。首先是包含Ti、Al和Mg等的固溶體或非晶態(tài)物種的溶出，然后才是晶態(tài)物種的溶出；晶態(tài)物種中首先是透輝石溶出，然后才是鈦酸鈣的溶出；晶態(tài)的CaTiO<,3>具有較寬的粒徑分布，大尺寸的CaTiO<,3>晶體優(yōu)先溶出，而小至1-2μm的CaTiO<,3>雛晶被包裹而難以溶出。 浸出