专利名称：：用稀盐酸处理高炉渣的方法
技术领域：
：本发明涉及一种炉渣的处理方法，更具体地说是一种用稀盐酸处理高炉渣的方法。目前对含钛高炉渣的利用开发研究主要有干法和湿法两种。在“攀钢高炉渣提取TiO2和Sc2O3的研究”一文(陈启福等(攀枝花钢铁研究院)《钢铁钒钛》1991第12卷第3期P.30)中发表了一种用93%左右的浓硫酸将粉碎至一定粒度的炉渣按一定比例混合，在220℃左右熟化，然后用70℃左右的热水浸出，加入一定量的(NH4)2SO4，冷却至5℃左右结晶回收NH4Al(SO4)2，除铝后的母液水解回收制取TiO2，提取钛后的母液用P507萃取回收Sc。该方法需在外加热源并在较高的温度下进行，不溶渣多，产生大量新的固体废料，处理1吨高沪渣将产生1吨多CaSO4及二氧化硅等，钪在渣中含量很低，仅33PPM，要富集和回收都相当困难，成本高、产值低。在CN13036799A的专利申请中公开了用盐酸分解高炉渣制取化工产品的方法。它的方法是将水淬含钛高炉渣与稀盐酸共磨，成为含水细渣，再加入32～40%的浓盐酸加热(80～110℃)酸解6～20小时，滤除SiO2后蒸馏去掉盐酸，在0.2%草酸液中水解，得偏钛酸，煅烧得氧化钛。用同样的工艺过程，若加入盐酸浓度为20～32%，则得由氧化钛与氧化硅组成的混合钛白。在母液中加入煅白云石乳，可分别分离钒、铁、铝及镁、钙等氧化物。该方法存在问题也较多(1)所用盐酸浓度很高，需32～40%，而工业盐酸仅为31%左右。高浓度盐酸需特殊方法生产，价格显著增加;(2)分解所用酸量为高炉渣重量的6～8倍，处理1吨渣则需用32～40%的盐酸6～8吨，成本大大提高;(3)反应需在80～110℃下进行6～20小时，不仅能源消耗大，而且在该条件下腐蚀性更大，对设备及环境措施需更高的要求;(4)酸解后残渣量大，其干燥重量估算为原高炉渣重量的25%以上，这种渣用途不大，将成为新的三废;(5)用该方法生产所得的氧化钛和氧化硅组成的混合钛白，由于夹杂有相当的酸解不溶物，其产品纯度很差，用途不大，产值亦低。本发明的目的是提供一种成本低、废物量少、操作简便的用稀酸处理高炉渣的方法。本发明是这样来实施的，采用10～14%的稀盐酸在常温条件下浸取含钛高炉渣，所得浸取液分别再提取TiO2、硅胶、结晶氯化铝、石膏、氯化镁等。此过程盐酸回收使用，闭路循环产生三废少，并由于采用稀盐酸，生产成本大大降低。本发明的工艺过程如下(1)将高炉渣粉碎至100～75μm，用磁选法选出铁粉;(2)将除铁后的炉渣粉用10～14%的盐酸，按固液比1∶8～10、常温浸取0.5～1.0小时进行过滤，未溶渣加到下一批料中浸取;(3)将浸取滤液在常温下静置48小时，使滤液中的硅胶凝聚，然后压滤，滤饼用10～14%盐酸洗，再用自来水洗涤，直至流出液PH＞6，再滤干。取出滤饼，在低于100℃条件下烘干，得产品硅胶;(4)将从湿硅胶中压出的母液和洗液合并后加热至沸腾，沸腾水解2小时，使其中的TiCL4水解生成偏钛酸沉淀，静置24小时后过滤收集母液，滤饼经洗涤至流出液用赤血盐检查无铁离子反应，经干燥，煅烧得钛白粉;(5)将水解钛后的母液蒸发浓缩至原体积的1/4～1/6，蒸发蒸气经冷凝回收;浓缩液中加入与其中钙离子生成CaSO4化学反应剂量相等的浓硫酸，钙以CaSO4·nH2O沉淀析出，经过滤、洗涤、干燥，得产品石膏;(6)在除钙后的母液中通入HCl气体至溶液饱和，此时折出白色AlCl3·nH2O结晶，静置24小时后过滤，滤饼用浓盐酸洗涤去杂质、烘干得结晶氯化铝产品;(7)将除氯化铝后的母液加热蒸发浓缩，得到结晶氯化镁，蒸发的蒸气冷凝回收，母液进一步提取其它元素或循环使用。图1是本发明的工艺流程图。高炉渣用本发明的方法处理，其酸浸分解率＞80%，各元素在单步过程中的回收率分别为SiO2＞70%;TiO2＞60%;CaO＞70%;Al2O3＞60%;MgO＞50%。各元素在循环操作生产过程中总回收率可达80%以上。当把步骤(2)的浸取滤液进行加热至沸，再进行压滤，则可得硅钛白，这样工艺更简单，操作更方便。其工艺过程如下(1)将高炉渣粉碎至100～75μm，用磁选法选出铁粉;(2)将除铁后的炉渣粉用10～14%的盐酸，按固液比1∶8～10、常温浸取0.5～1.0小时进行过滤，未溶渣加到下一批料中浸取;(3)将(2)所得浸取滤液加盐至沸0.2～1.0小时，使TiCL4水解，硅酸凝聚，静置48小时，压滤过滤，滤饼用水洗涤至滤出液用赤血盐检查无铁离子反应，再烘干煅烧得硅钛白。(4)将水解钛后的母液蒸发浓缩至原体积的1/4～1/6，蒸发蒸气经冷凝回收;浓缩液中加入与其中钙离子生成CaSO4化学反应剂量相等的浓硫酸，钙以CaSO4·nH2O沉淀析出，经过滤、洗涤、干燥，得产品石膏;(5)在除钙后的母液中通入HCl气体至溶液饱和，此时折出白色AlCl3·nH2O结晶，静置24小时后过滤，滤饼用浓盐酸洗涤去杂质、烘干得结晶氯化铝产品;(6)将除氯化铝后的母液加热蒸发浓缩，得到结晶氯化镁，蒸发的蒸气冷凝回收，母液进一步提取其它元素或循环使用。综上所述可见，本发明由于采用了稀盐酸浸取高炉渣，大多数元素以离子状态转入溶液从溶液中分步分离回收各主要元素，制得一定等级的多种化工产品。本发明耗酸量低，约3吨/吨炉渣，采用一般工业盐酸配制，常温反应不外加热量，时间短，反应约0.5～1.0小时，因此大大降低成本，缩短工艺周期。实施例1。本实施例选用攀钢水淬高炉渣作原料。按如下工艺过程进行处理(1)取攀钢炉渣200克，粉碎至100μm，用磁选选出金属铁，得金属铁珠粉5.2克;(2)经选铁后的炉渣粉，用13.5%的盐酸2升，在常温下搅拌浸取，约0.5小时后停止搅拌，进行过滤，得滤液2升，滤渣用少量水洗后烘干称重36克，返回酸浸;(3)将(2)滤液在常温下静置48小时，析出硅胶，用压滤去除硅胶吸附溶液，得滤液1.5升，硅胶滤饼用13.5%盐酸洗涤，再用自来水洗涤，直至滤液PH＞6，取出滤饼烘干得SiO237.5克;(4)将滤液和洗液合并共3升，加热沸腾水解2小时，使TiCl4水解析出，老化静置24小时，过滤，偏钛酸饼用13.5%溶液淋洗，再用去离子水洗涤，直至流出液用赤血盐检查无铁离子反应，取出烘干煅烧得TiO231.5克;(5)将水解钛后的母液蒸发浓缩到约400毫升时停止加热，蒸发蒸汽经冷凝回收，用于配制浸取炉渣的盐酸，浓缩液经冷却后加入65毫升的92%工业硫酸，反应生成白色沉淀CaSO4·nH2O，经过过滤、洗涤，并在180℃烘干得烧石膏96克。(6)在除钙后的母液中通入HCl气体至溶液析出白色AlCl3·nH2O结晶，静置24小时后过滤，滤饼用35%的浓盐酸洗涤去除杂质，在搪瓷盘中加热干燥，得AlCl3粉末34克;(7)将去AlCl3后的母液放入蒸发瓶中加热浓缩至开始有少量结晶出现，倒出溶液冷却结晶，过滤、洗涤干燥得无水MgCl225克，剩下残液可继续浓缩结晶或配浸取酸用。实施例2。(1)取攀钢水淬高炉渣200克，粉碎至100μm以下，用磁选选出金属铁，得金属铁珠粉4.9克;(2)经选铁后的炉渣粉，用13.5%的盐酸2升，在常温下搅拌浸取0.67小时后，停止搅拌进行过滤，得滤液2.1升，滤渣用少量水洗后烘干重36克，返回酸浸;(3)将(2)滤液在搅拌条件下加热沸腾，煮沸15分钟，滤液逐渐变稠，变白成浆糊状，停止加热，自然冷却并静置48小时，再进行压滤，滤饼用无离子水洗涤，洗至滤出液用赤血盐检查无铁离子反应，取出滤饼烘干，煅烧得硅钛白76克;(4)将(3)压滤得的液和洗液合并加热浓缩到400毫升，停止加热，蒸发蒸汽经冷凝回收，浓缩液经冷却后加入65毫升92%的工业硫酸，反应生成白色沉淀CaSO4·nH2O，经过过滤洗涤，并在180℃烘干得烧石膏101克;(5)在除钙后的母液中通入HCl气体至溶液析出白色AlCl3·nH2O结晶，静置24小时后过滤，滤饼用35%的浓盐酸洗涤去除杂质，在搪瓷盘中加热干燥，得AlCl3粉末36克;(7)将上述母液放入蒸发瓶中加热浓缩至开始有等量晶体出现，倒出溶液冷却结晶，过滤洗涤干燥得无水MgCl226.5克，剩下残液配浸取酸用。本发明处理1吨攀钢高炉渣按实验收率计算所得产品如下表1所示表1产品名称硅胶钛白粉结晶氯化铝氯化镁石膏生铁数量(kg)1451342209737925</table></tables>权利要求1.一种用稀盐酸处理高炉渣的方法，其特征在于该方法工艺过程如下(1)将高炉渣粉碎至100～75μm，用磁选法选出铁粉；(2)将除铁后的炉渣粉用10～14%的盐酸按固液比1∶8～10、常温下浸取0.5～1.0小时进行过滤，未溶渣加到下一批料中浸取；(3)将浸取滤液静置48小时，使滤液中的硅胶凝聚，然后压滤，滤饼用10～14%盐酸洗，再用自来水洗涤，直至洗出液PH＞6，再滤干，取出滤饼，在低于100℃条件下烘干，得产品胶酸。(4)将从湿硅胶中压滤出的母液和洗液合并后加热至沸腾，沸腾水解2小时，使其中的TICL4水解生成偏钛酸沉淀，静置后过滤，收集母液，滤饼经洗涤至流出液用赤血盐检查无铁离子反应，经干燥，煅烧得钛白粉；(5)将水解钛后的母液蒸发浓缩至原体积的1/4～1/6，蒸发蒸气经冷凝回收；浓缩液中加入与其中钙离子生成CaSO4化学反应剂量相等的浓硫酸，钙以CaSO4·nH2O沉淀析出，经过滤、洗涤、干燥得产品石膏；(6)在除钙后的母液中通入HCl气体至溶液饱和，此时析出白色AlCl3·nH2O结晶，静置后过滤，滤饼用浓盐酸洗涤去杂质、烘干得结晶氯化铝产品；(7)将除氯化铝的母液加热蒸发浓缩，冷却结晶提取氯化镁，蒸发的蒸气冷凝回收，母液进一步提取其它元素或循环使用。2.一种用稀盐酸处理高炉渣的方法，其特征在于该方法工艺过程如下(1)将高炉渣粉碎至100～75μm，用磁选法选出铁粉;(2)将除铁后的炉渣粉用10～14%的盐酸，按固液比1∶8～10、常温浸取0.5～1.0小时进行过滤，未溶渣加到下一批料中浸取;(3)将(2)所得浸取滤液加盐至沸0.2～1.0小时，使TiCL4水解，硅酸凝聚，静置48小时，压滤过滤，滤饼用水洗涤至滤出液用赤血盐检查无铁离子反应，再烘干煅烧得硅钛白。(4)将水解钛后的母液蒸发浓缩至原体积的1/4～1/6，蒸发蒸气经冷凝回收;浓缩液中加入与其中钙离子生成CaSO4化学反应剂量相等的浓硫酸，钙以CaSO4·nH2O沉淀析出，经过滤、洗涤、干燥，得产品石膏;(5)在除钙后的母液中通入HCl气体至溶液饱和，此时折出白色AlCl3·nH2O结晶，静置24小时后过滤，滤饼用浓盐酸洗涤去杂质、烘干得结晶氯化铝产品;(6)将除氯化铝后的母液加热蒸发浓缩，结晶提取氯化镁，蒸发的蒸气冷凝回收，母液进一步提取其它元素或循环使用。全文摘要本发明涉及一种用稀盐酸处理高炉渣的方法，该方法采用10～14％的盐酸浸取高炉渣，用该浓度浸取不仅可以有高的浸出率，而且浸出物为溶液状态，从而有利于硅胶钛白粉，结晶氯化铝、氯化镁、石膏、生铁的提取。该方法成本低、方法简单、环境污染小、浸出率和各元素的提取率也高。文档编号C22B3/10GK1099424SQ9410808公开日1995年3月1日申请日期1994年8月10日优先权日1994年8月10日发明者王道奎,雷茂林,李本恩,江志全,刘宝金,尹荣九,杨治新,曾红,邱军申请人:中国核动力研究设计院