攀鋼高鈦型高爐渣有價組分的提取及綜合利用研究.pdf

1、高鈦型高爐渣是我國攀西地區(qū)特有的二次資源，其大量堆積在占用土地，污染環(huán)境的同時，還可能引發(fā)潛在的自然災(zāi)害，最重要的是造成其中多種有價組分的嚴(yán)重浪費。本文以攀鋼高鈦型高爐渣為原料，在其化學(xué)組成、物相分析及微區(qū)成分與形貌等礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，提出高鈦型高爐渣“先富集鈦，再提取鈦”的研究思路，在富集階段，先通過濕式弱磁選對渣中的鐵礦物進(jìn)行回收，再以硫酸銨為助劑對高鈦型高爐渣進(jìn)行硫化焙燒-水浸處理，提取其中的鋁和鎂等有價組分。研究硫化焙燒條件和

2、水浸條件對鋁和鎂組分浸取率的影響，確定了最佳工藝條件，揭示了高鈦型高爐渣硫化焙燒反應(yīng)機理。經(jīng)硫化焙燒-水浸處理后，有價組分鈦主要向水浸殘渣中富集，進(jìn)而得到高鈦型高爐渣富鈦產(chǎn)物，采用稀硫酸酸解法對高鈦型高爐渣富鈦產(chǎn)物進(jìn)行酸解，提取其中的鈦組分，研究酸解條件對鈦浸取率的影響，確定了最佳酸解條件，并對高鈦型高爐渣富鈦產(chǎn)物酸解過程進(jìn)行了分析。最后，從高鈦型高爐渣資源化屬性、工藝可行性和環(huán)境效益等方面對整個工藝技術(shù)進(jìn)行了評價。
　　研究表明

3、:攀鋼高鈦型高爐渣主要化學(xué)組成為CaO、SiO2、TiO2、Al2O3等，其中TiO2的含量達(dá)到20.23％;主要礦物組成為鈣鈦礦、透輝石和鎂鋁尖晶石等，鐵礦物主要以金屬鐵的形式分散在透輝石和鈣鈦礦等礦物顆粒中，主要富鈦礦物為鈣鈦礦和透輝石。采用階段磨礦-階段弱磁選工藝回收高鈦型高爐渣中的鐵礦物，可獲得鐵精礦品位為63.5％，回收率為64.2％的選礦指標(biāo)。采用硫化焙燒-水浸工藝可使?fàn)t渣中87.4％的Al2O3和90.6％的MgO浸出，通

4、過分步沉淀法可實現(xiàn)浸取液中鋁離子與鎂離子的有效分離，制備相應(yīng)的化工產(chǎn)品。在焙燒過程中，鈣鈦礦和透輝石中的金屬氧化物與硫酸銨分解產(chǎn)物(NH4)3H(SO4)2反應(yīng)形成CaSO4，而其中的SiO2和TiO2組分不與[SO4]2-產(chǎn)生反應(yīng)，主要以非晶態(tài)形式存在;(NH4)3H(SO4)2與鎂鋁尖晶石中的Al2O3反應(yīng)形成(NH4)3Al(SO4)3，進(jìn)一步形成NH4Al(SO4)2和Al2(SO4)3。在提取鋁和鎂組分的同時，鈦組分向水浸殘渣

5、中富集，形成含TiO2超過35％的富鈦產(chǎn)物，富鈦產(chǎn)物中鈦組分主要以無定型水合氧化鈦和鈣鈦礦兩種形式存在。采用稀硫酸酸解法實現(xiàn)了90％以上TiO2組分的提取，得到了較高純度的酸解鈦液，并成功制備了氧化鈦粉體。酸解過程中，無定型水合氧化鈦最先溶出，其次是鈣鈦礦，最后是部分透輝石的酸解，酸浸殘渣中TiO2殘留量僅為1.96％。
　　“弱磁選除鐵-硫化焙燒、水浸提取鋁和鎂-酸浸提鈦”工藝實現(xiàn)了高鈦型高爐渣中多種有價組分的提取和回收，制備了