一种提钛尾渣的处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种提钛尾渣的处理方法，所述提钛尾渣含有水溶性氯化物，其中，该方法包括将所述提钛尾渣进行水洗，使得经过处理的提钛尾渣中氯元素的含量为0.06重量%以下。通过本发明提供的提钛尾渣的处理方法，能够获得氯元素的含量为0.06%以下的提钛尾渣。
【专利说明】一种提钛尾渣的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钒钛资源综合利用领域，具体的是涉及一种提钛尾渣的处理方法。
【背景技术】
[0002] 四氯化钛是制取海绵钛和钛白粉的重要中间原料，国内外一般采用高钛渣（Ti02 含量在90%左右)配入碳粉，在高温（950°C左右)条件下与氯气进行氯化反应制取四氯化钛。
[0003] 攀钢（集团）公司采用钒钛磁铁矿进行高炉冶炼后产生的炉渣(俗称"高炉渣"，其 中Ti02含量在20%左右)，高炉渣在高温下加碳熔炼获得碳化渣。一般情况下，碳化渣主要 反应成份TiC在表观400°C时就能发生氯化(俗称"低温氯化"）反应，从而将"高炉渣"中的 钛进行提取利用。
[0004] 碳化渣中参加低温氯化反应的主要成分TiC的含量仅为12-15重量％，即使TiC被 氯化反应完全消耗，仍然会残留85重量％以上的氯化反应后的残渣(提钛尾渣)，换句话说， 碳化渣中85重量％以上的成分转变成了提钛尾渣。
[0005] 由于TiC氯化反应是一个剧烈的放热反应，碳化渣在氯化炉内易产生局部高温， 从而使氯化反应除TiC的主反应外，还伴随着碳化渣中钒、铁、钙、镁、锰等元素的副反应， 带来一些水溶性氯化物留在提钛尾渣中，由于提钛尾渣中含有氯元素，限制了提钛尾渣的 有效利用。如何处理和利用提钛尾渣是提取攀钢高炉渣中钛的一个重要环节。
[0006] 目前，国内外还没有提钛尾渣的处理、回收和利用的相关研究和文献报导。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种提钛尾渣的处理方法，该方法能够有效降低提钛尾渣中 的氯元素含量，从而使得处理后的提钛尾渣能够实现废物再利用。
[0008] 本发明研究发现，由碳化渣转变的提钛尾渣中含有水溶性氯化物，一般建筑材料 中氯元素的含量要求小于万分之六，才能满足常规建筑材料或作为水泥添加剂的需要，而 由碳化渣转变的提钛尾渣，其氯元素含量一般在2-5重量％，导致提钛尾渣的应用受到限 制。因此，本发明的发明人通过水洗降低提钛尾渣中氯元素的含量，实现了提钛尾渣的废物 再利用，同时对水洗过滤后得到的滤液进行氯化钙回收处理，实现提钛尾渣的综合利用。
[0009] 本发明提供了一种提钛尾渣的处理方法，所述提钛尾渣含有水溶性氯化物，其中， 该方法包括将所述提钛尾渣进行水洗，使得经过处理的提钛尾渣中氯元素的含量为0. 06 重量％以下。
[0010] 通过上述技术方案，对提钛尾渣进行水洗，使得提钛尾渣中的氯元素的含量降低 至0. 06重量％以下，大大降低了以离子形态存在的氯元素对提钛尾渣应用的影响，实现了 提钛尾渣的废物的再利用，而且解决了长期困扰企业的废弃物的处理难题，节能减排，减轻 了环境压力。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0013] 图1是本发明提供的一种提钛尾渣的处理方法的一种实施方式的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0015] 本发明提供了一种提钛尾渣的处理方法，所述提钛尾渣含有水溶性氯化物，其中， 该方法包括将所述提钛尾渣进行水洗，使得经过处理的提钛尾渣中氯元素的含量为0. 06 重量％以下。
[0016] 本发明提供的所述提钛尾渣的处理方法主要是用新鲜的水或含氯的水溶液对所 述提钛尾渣进行搅拌水洗，将所述提钛尾渣中的水溶性氯化物溶解出来，直至将所述提钛 尾渣中的氯元素含量降低至0. 06重量％以下。所述提钛尾渣可以为本领域常规的各种提 钛尾渣，例如，可以为氯元素含量为2-5重量％的提钛尾渣。
[0017] 本发明中，所述提钛尾渣中含有的水溶性氯化物可以为本领域技术人员已知的提 钛尾渣中通常含有的水溶性氯化物，例如可以为铁、钙、镁和锰中的一种或多种元素的氯化 物。
[0018] 将所述提钛尾渣进行水洗的方法本发明没有特别要求，可以为本领域技术人员已 知的任意一种洗涤方法。水洗的次数也没有限制，可以进行一次水洗也可以进行多次水洗， 只要能使得经过水洗处理后的提钛尾渣中氯元素的含量为0. 06重量％以下即可。为了节 约水的用量，本发明优选采用相对少量水对提钛尾渣进行多次搅拌洗涤。当然，洗涤的次数 越多越有利于获得氯元素含量降低的提钛尾渣，但是次数越多，不利于提高处理效率，也不 利于节约成本。本发明优选情况下，所述水洗的过程进行至少3次。水洗后得到的含氯的 水溶液可以用于下一批提钛尾渣的水洗。能够节约用水。更优选情况下，所述水洗的过程 进行3-5次，有利于获得氯元素的含量为0. 06重量％以下的提钛尾渣，同时对洗涤水中的 氯离子，也是一种有效的富集。
[0019] 本发明中，优选情况下，在每次水洗过程中，待水洗的提钛尾渣与洗涤液的用量的 重量比为1 :〇. 5-3,更优选为1 :1。
[0020] 本发明对水洗过程中采用的洗涤液没有特别要求，所述洗涤液可以为新鲜的水 (例如自来水，或者没有与提钛尾渣接触过并具有洗涤氯离子能力的水）或者含氯的水溶 液，所述含氯的水溶液为经过水洗后与经过处理的提钛尾渣分离得到的液体。
[0021] 本发明中，对一批提钛尾渣进行多次洗涤时，得到的滤液可以对其他批次的提钛 尾渣进行洗涤。优选情况下，所述提钛尾渣最后一次水洗采用的洗涤液为新鲜的水。
[0022] 在本发明中，所述提钛尾渣的处理方法还可以包括：多批提钛尾渣同步进行水洗， 且前一批次的提钛尾渣水洗并分离后得到的含氯水溶液用于对后一批次的提钛尾渣进行 水洗。在这种情况下，优选地，经过水洗并分离后得到的含氯水溶液最后一次洗涤的是新鲜 的提钛尾渣。本发明中，所述新鲜的提钛尾渣是指未经过水洗的提钛尾渣。采用本发明的方 法，当所述提钛尾渣最后一次水洗采用的洗涤液为新鲜的水，以及所述经过水洗并分离后 得到的含氯水溶液最后一次洗涤的是新鲜的提钛尾渣时，可以在获得氯元素的含量为0. 06 重量％以下的提钛尾渣的同时，最有效地节约用水。
[0023] 本发明中，对滤液进行处理主要是指对滤液进行氯化钙回收处理。对滤液进行氯 化钙回收处理可以采用本领域技术人员已知的任意一种方法进行。本发明优选情况下，采 用以下方法进行处理：先采用碱性物质(优选为氧化钙或者石灰乳)调节滤液的pH为10(在 该pH值环境下，滤液中的铁、镁和锰离子形成沉淀析出，但是大部分钙离子仍然以离子状 态存在)使得该滤液中的铁、镁和锰中的一种或多种离子形成沉淀析出，搅拌5-10min后，如 果滤液的pH仍然保持在10过滤，然后将过滤所得的滤液进行减压蒸馏，回收氯化钙晶体。
[0024] 需要对滤液进行氯化钙回收处理时，可以将每次产生的滤液直接进行氯化钙回收 处理，也可以将多出产生的滤液收集起来一次进行氯化钙回收处理。可以根据实际操作需 要进行具体选择，本发明没有特别要求。
[0025] 本发明提供的将所述提钛尾渣进行水洗的一种优选实施方式可以如图1所示的 流程进行。如图1所示，将提钛尾渣进行3-5次水洗，在每次水洗的过程中，待水洗的提钛 尾渣与洗涤液的用量的重量比为1 :〇. 5-3,并且经过水洗后与经过处理的提钛尾渣分离得 到的液体可以进行下一批提钛尾渣的洗涤过程，具体地，将所述提钛尾渣进行水洗的过程 可以包括以下步骤：
[0026] (1)取三批提钛尾渣分别表示为X、Y、Z，用新鲜的水S-1依次对提钛尾渣X、Y、Z 进行搅拌洗涤并过滤，得到滤渣X-1、Y-1、Z-1。将得到的滤液进行回收待处理；
[0027] (2)用新鲜的水S-2依次对滤渣x-l、Y-l、Z-ι分别进行搅拌洗涤并过滤，得到滤 渣Χ-2、Υ-2、Ζ-2。将得到的滤液与提钛尾渣t (第四批提钛尾渣)进行搅拌洗涤并过滤，得 到滤渣1-1，将得到的滤液进行回收待处理；
[0028] (3)用新鲜的水S-3依次对滤渣X-2、Y-2、Z-2、Yi_l进行搅拌洗涤和过滤，得到滤 渣父-3、￥-3、2-3、￥ 1-2，其中，滤渣乂-3的氯元素的含量为0.06重量％以下。将得到的滤液 与提钛尾渣Zi (第五批提钛尾渣）进行搅拌洗涤并过滤，得到滤渣Zrl，将得到的滤液进行 回收待处理；
[0029] (4)用新鲜的水S-4依次对滤渣Y-3、Z-3、Yr2、Zrl进行水洗和过滤，得到滤渣 ￥-4、2-4、￥ 1-3、21-2，其中，滤渣￥-4的氯元素的含量为0.06重量％以下。将得到的滤液与 下一批未经过水洗的提钛尾渣进行搅拌洗涤并过滤，得到滤渣，将得到的滤液进行回收待 处理；
[0030] 在连续处理提钛尾渣时，可以在步骤（4)之后按照步骤（4)继续操作来实现连续 处理提钛尾渣。
[0031] 由于提钛尾渣含有氯元素的量有所差异（2-5重量％)，为了获得氯元素的含量为 0. 06重量％以下的提钛尾渣，优选根据提钛尾渣中含有的氯元素的量选择水洗的次数和每 次水洗中待水洗的提钛尾渣与洗涤液的用量的重量比。
[0032] 将待处理的滤液进行氯化钙回收处理，该处理过程可以包括：在搅拌下连续、缓慢 地加入石灰乳调节滤液的pH为10,搅拌5min后，如果滤液的pH仍然保持在10过滤，然后 将过滤所得的滤液进行减压蒸馏，回收氯化钙晶体。
[0033] 在本发明中，水洗的条件没有特别要求，本领域技术人员可以根据实际情况对水 洗的时间和温度进行选择。优选情况下，水洗的时间为l〇-15min，本发明对水洗的温度也 没有特别要求，可以在环境温度下进行，也可以为了提高水溶性氯化物的溶解度在较高温 度下进行。优选情况下，水洗的温度为15-90°C。为了降低水洗能耗，优选水洗的温度为 15-35。。。
[0034] 本发明中，对所述提钛尾渣进行水洗后进行过滤的方式没有特别要求，可以采用 本领域技术人员已知的任意一种方式进行，例如简单过滤或抽滤。本发明优选所述过滤方 式为抽滤，可以进一步缩短过滤时间，提高生产效率。更优选，将所述提钛尾渣进行水洗后 在真空度为〇. 〇9Mpa的条件下进行抽滤。
[0035] 在本发明中，优选情况下，对过滤得到的滤渣还需要进行干燥，以获得回收的提钛 尾渣产品。干燥的方式和条件没有特别要求，可以为本领域技术人员已知的方式和条件。
[0036] 通过本发明提供的提钛尾渣的处理方法，能够获得氯元素含量为0. 06重量％以下 的提钛尾渣，可以用作常规建筑材料或作为水泥添加剂。
[0037] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，提钛尾渣中的氯元素 含量通过化学滴定法分析，滤渣中的氯元素含量通过比色法分析，测量以下实施例中使用 的各个批次的提钛尾渣均来自攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，该提钛尾渣中含有氯 化铁、氯化钙、氯化镁和氯化锰，且该提钛尾渣中氯元素的含量为2. 5重量％。
[0038] 实施例1
[0039] 在30°C下进行该实验：
[0040] (1)取三批分别为500g的提钛尾渣X、Y、Z放入烧杯中，用500mL自来水S-1依次 对提钛尾渣X、Y、Z进行搅拌洗涤lOmin并在真空度为0. 09Mpa的条件下进行过滤，得到滤 渣X-1、Y-1、Z-1。将得到的滤液进行回收待处理；
[0041] (2)用500mL自来水S-2依次对滤渣Χ-1、Υ-1、Ζ-1分别进行搅拌洗涤lOmin并在 真空度为〇. 〇9Mpa的条件下进行过滤，得到滤渣X-2、Y-2、Z-2。将得到的滤液与500g提钛 尾渣t (第四批提钛尾渣）进行搅拌洗涤并过滤，得到滤渣1-1，将得到的滤液进行回收待 处理；
[0042] (3)用500mL自来水S-3依次对滤渣X-2、Y-2、Z-2和Y「1分别进行搅拌洗涤lOmin 并在真空度为〇. 〇9Mpa的条件下进行过滤，得到滤渣X-3、Y-3、Z-3和Yr2,其中，将滤渣X-3 干燥后得到氯元素的含量为0. 03重量％的提钛尾渣产品。将得到的滤液与提钛尾渣Zi(第 五批提钛尾渣）进行搅拌洗涤lOmin并在真空度为0. 09Mpa的条件下进行过滤，得到滤渣 Zi-Ι，将得到的滤液进行回收待处理；
[0043] (4)用500mL自来水S-4依次对滤渣Y-3、Z-3、Yr2和Zrl分别进行搅拌洗涤 lOmin并在真空度为0. 09Mpa的条件下进行过滤，得到滤渣￥-4、2-4、￥1-3、21-2，其中，将滤 渣Y-4干燥后得到氯元素的含量为0. 03重量％的提钛尾渣产品。将得到的滤液与下一批 提钛尾渣进行搅拌洗涤并过滤，得到滤渣，将得到的滤液进行回收待处理。
[0044] 将待处理的滤液在搅拌下连续、缓慢地加入石灰乳调节滤液的pH为10,在搅拌 5min钟后滤液的pH仍保持在10过滤，将滤液进行减压蒸馏，回收二水氯化钙。
[0045] 实施例2
[0046] (1)取1500g提钛尾渣X放入烧杯中，用1500mL自来水进行搅拌洗涤lOmin并进 行过滤，得到滤渣X-1。将得到的滤液进行回收待处理；
[0047] (2)用1500mL自来水对上述滤渣X-1进行搅拌洗涤lOmin并进行过滤，得到滤渣 X-2。将得到的滤液进行回收待处理；
[0048] (3)用1500mL自来水对上述滤渣X-2进行搅拌洗涤lOmin并进行过滤，得到滤渣 X-3。其中，将滤渣X-3干燥后得到氯元素的含量为0. 05重量％的提钛尾渣产品。
[0049] (4)将上述滤液合并，放置，待自然蒸发体积约在1000毫升时，将待处理的滤液在 搅拌下连续、缓慢地加入石灰乳调节滤液的pH为10,在搅拌5min钟后将滤液的pH保持在 10后，进行过滤，而后将滤液进行减压蒸馈、干燥，回收二水氯化隹丐。
[0050] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这 些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0051] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0052] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1. 一种提钛尾渣的处理方法，所述提钛尾渣含有水溶性氯化物，其特征在于，该方法包 括将所述提钛尾渣进行水洗，使得经过处理的提钛尾渣中氯元素的含量为0. 06重量％以 下。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述提钛尾渣中氯元素的含量为2-5重量％。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述水洗的过程进行3-5次。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，在每次水洗的过程中，待水洗的提钛尾渣与洗涤 液的用量的重量比为1 :〇. 5-3。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述洗涤液为新鲜的水或者含氯的水溶液，所述 含氯的水溶液为经过水洗后与经过处理的提钛尾渣分离得到的液体。
6. 根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其中，所述提钛尾渣最后一次水洗采用 的洗涤液为新鲜的水。
7. 根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：多批提钛尾渣同 步进行水洗，且前一批次的提钛尾渣水洗并分离后得到的含氯水溶液用于对后一批次的提 钛尾渣进行水洗，其中，经过水洗并分离后得到的含氯水溶液最后一次洗涤的是新鲜的提 钛尾渔。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，水洗的条件包括：时间为10_15min，温度为 15-90。。。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述水溶性氯化物为铁、钙、镁和锰中的一种或 多种元素的氯化物。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括对滤液进行氯化钙回收处理。
【文档编号】C01F11/24GK104056841SQ201310288715
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】陈祝春, 王建鑫 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司