本发明属于湿法冶金和资源综合利用领域，具体涉及一种从含钛高炉渣中提钛的方法。
背景技术：
攀西钒钛磁铁矿是我国著名的多金属共伴生矿，蕴藏了丰富的铁、钛、钒、铬、钴、镍、铜、锰等战略资源。目前，tio2已探明储量近9亿吨，占我国钛资源储量的90.54％，世界钛资源储量的35.17％，居全国第一，世界第三。攀西钒钛磁铁矿原矿中tio2的含量在10％左右，原矿经选矿后，约47％的钛进入钛精矿，近53％的钛进入铁精矿。铁精矿经高炉冶炼后，其中的钛资源全部进入高炉渣，形成钛含量(以tio2计算)为20～26％的含钛高炉渣，又称高钛型高炉渣。自攀钢投产以来，高炉炼铁产生的含钛高炉渣已达数千万吨，且每年还在以大约300万吨的速度增加，是我国特有的人造二次钛资源。为了能将这一宝贵资源利用起来，自上世纪70年代以来，国内外有关科研和生产单位对攀钢高钛型高炉渣中钛资源的提取利用进行了科技公关，虽然取得了一些成果，但大多因为或技术不过关；或技术上可行，但产能太低，经济社会效益不高；或产业化可行，但产品附加值太低、市场化前景欠缺；或造成新的环境污染等原因，钛资源的提取以及含钛高炉渣的综合利用问题一直未能得到解决。
攀钢高钛型高炉渣提钛技术难度大，其根源在于：一是高炉渣的物相组成较多，嵌布结构特征复杂；二是钛元素广泛分布于多种矿物中；三是含钛矿物的颗粒尺寸非常小，难以用传统的选矿分离技术回收其中的钛资源。目前，对攀钢高钛型高炉渣的提钛及利用技术主要有以下几种：(1)通过对高炉渣进行改性，然后以选矿方式富集钙钛矿等主要含钛矿物；(2)通过碳热还原、硅热还原等方法处理高炉渣，以含钛合金形式提取钛资源；(3)以硫酸或亚熔盐法处理高炉渣，以tio2的形式提取钛资源；(4)通过盐酸和碱处理联动工艺，实现高炉渣中钛资源与钙、镁、铝、铁、硅等分离，形成富钛料。(5)将高炉渣粗犷式的用于水泥、混凝土、人行道地砖等传统建筑材料行业。综合技术、经济社会效益、市场前景、环境保护等主要指标，采用选矿技术分离钛资源，可一定程度的富集含钛矿物，但存在着选矿流程错综复杂、引入选矿药剂产生固液废弃物、选矿产品品质不高及其再利用等问题；利用火法提钛可制备多种含钛合金，但容易存在合金成分不稳定、物理机械性能不达标、市场应用领域较窄等问题；湿法提钛能够对钛资源进行有效提取或富集，但该技术存在工艺流程长、会产生大量的废液和废渣、环境效益差、资源提取利用率较低等问题；对于高炉渣在建筑行业的利用，虽然减轻了一部分攀钢渣场的堆渣负担，但该种利用方式属于粗狂式的利用，钛资源浪费严重、产品附加值低、经济社会效益较低等问题。
综上，已有高炉渣提钛工艺中存在的工艺流程长、废副产物多、环境污染严重、资源提取率低等缺点。本发明的发明人欲寻求一条合理有效的途径，综合回收并利用含钛高炉渣中的钛、钙、镁、铝等有价组分。以期达到综合利用矿产资源及其固体废弃物的目的，而且可以解决困扰人们已久的环保问题，从而实现攀枝花地区区域性循环经济和可持续发展。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是提供一种从攀枝花含钛高炉渣中高效提钛的方法，改善和克服了目前已有高炉渣提钛工艺中存在的缺点，缩短了工艺流程、减少了废副产物、对环境友好、提高了资源提取率。
本发明从攀枝花含钛高炉渣中提钛的方法，主要包括如下步骤：
a、细磨-磁选：将含钛高炉渣细磨至含钛高炉渣的粒径≤0.5mm，然后将细磨后的含钛高炉渣进行磁选除铁，烘干；
b、研磨筛分：将步骤a所得的含钛高炉渣研磨，控制粒径为-0.074mm的含钛高炉渣≥80％；
c、酸浸：待盐酸溶液加热至60℃～80℃，加入步骤b所得含钛高炉渣，保温搅拌得到酸浸溶液；
d、静置分层：将步骤c所得酸浸溶液静置，分别得到了上层透明液体、乳白色的中间层固体和深灰色的下层固体，取出乳白色的中间层固体物质；
e、水洗烘干：将步骤d所得中间层固体物质水洗、烘干；
f、煅烧：将步骤e所得烘干的固体物质进行煅烧、研磨，得到二氧化钛粉末。
上述技术方案中，步骤a所述细磨可采用棒磨机、球磨机；优选采用棒磨机进行细磨。
上述技术方案中，步骤a所述磁选采用磁选机。进一步的，步骤a磁选的磁场强度控制在0.8～1.2t。
本发明方法中的原料含钛高炉渣中钛含量以tio2计算为20～30％，又称高钛型高炉渣。具体的，本发明方法中的原料含钛高炉渣可采用空冷含钛高炉渣或水淬含钛高炉渣。若含钛高炉渣为水淬含钛高炉渣，由于其粒度本身较细小，不需要经过棒磨过程，可直接进行磁选机磁选除铁。即步骤a细磨采用棒磨时给矿粒度最大不超过50mm。
上述技术方案中，步骤b控制研磨筛分的粒径范围是为了促进含钛高炉渣在酸浸过程中的化学反应。
上述技术方案中，步骤c酸浸所采用的盐酸溶液浓度为8mol/l～10mol/l；所述盐酸溶液与含钛高炉渣的质量比为1.3:1～1.7:1。
上述技术方案中，步骤c酸浸条件为：酸浸时间为1.5～2.5h，酸浸温度为60℃～80℃。
上述技术方案中，步骤d静置分层的条件为：静置时间为24h～48h，静置温度为室温。
上述技术方案中，步骤e所述水洗采用蒸馏水或去离子水进行水洗。
上述技术方案中，步骤e所述水洗至水洗液的ph值为中性时即可。
上述技术方案中，步骤e的烘干条件为：烘干温度为120℃～150℃，烘干时间为1h～2h。
其中，步骤e多次水洗烘干的目的是去除吸附在物质表面的杂质。
上述技术方案中，步骤f所述煅烧条件为：煅烧时间为30～60min，煅烧温度为500～900℃。
本发明方法经过(1)细磨磁选；(2)研磨；(3)酸浸；(4)静置分层；(5)水洗烘干；(6)煅烧步骤将原料含钛高炉渣制成了高品位的二氧化钛产品。本发明的关键发明点在于采用一步法盐酸处理含钛高炉渣，使得炉渣中的钙、镁、铝、硅、铁等杂质元素进入酸浸液，钛以偏钛酸的形式进入酸浸渣中。通过静置分层，实现偏钛酸与酸渣的分离。
本发明方法适用于湿法利用含钛高炉渣领域，改善和克服了目前含钛高炉渣处理利用工艺中存在的工艺过程冗长复杂、废副产物多、污染较大、能耗高等问题，具有工艺简单、绿色高效、可操作性强、产品品位高等优点，能高质量高效地从含钛高炉渣中提取钛资源，制备所得二氧化钛粉末，既可作为生产人造金红石、钛铝合金的原料，也可广泛用于建筑、涂料、汽车、塑料、造纸等行业，具有巨大的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的从含钛高炉渣中提钛方法的流程图。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，说明但不限制本发明。
以下实施例1-3按照图1的流程进行从含钛高炉渣中提钛得到品位90％以上的二氧化钛粉末。
实施例1
a、将空冷含钛高炉渣破碎至25mm以下，随后在棒磨机中进行细磨，使炉渣颗粒尺寸在0.5mm以下。然后，将细磨后的含钛高炉渣给入磁场强度为0.8t的磁选机中除铁，随后将除铁后的炉渣烘干。
b、将上述除铁烘干后的含钛高炉渣研磨，其中-0.074mm占85％，以促进含钛高炉渣在酸浸过程中的化学反应。
c、配置8mol/l的盐酸溶液，按液固质量比为1.5:1称取含钛高炉渣，将盐酸溶液加热到70℃后，将称取的含钛高炉渣加入盐酸溶液中，保温并搅拌2h后，得到酸浸溶液。
d、将上述酸浸溶液倒入烧杯中静置48h后，倒出上层液体，取出中间层的固体物质，下层固体为未反应完全的渣，由此实现溶液中各类物质高效绿色分离。
e、将取出的固体物质用蒸馏水洗涤5次至水洗液为中性，并在120℃下干燥2h，以去除吸附在物质表面的杂质。
f、将上述烘干后的固体物质在600℃下保温40min后，随炉冷却、研磨，得到品位为93.6％二氧化钛粉末。
实施例2
a、将空冷含钛高炉渣破碎至25mm以下，随后在棒磨机中进行细磨，使炉渣颗粒尺寸在0.5mm以下。然后，将细磨后的含钛高炉渣给入磁场强度为0.8t的磁选机中除铁，随后将除铁后的炉渣烘干。
b、将上述除铁烘干后的含钛高炉渣研磨，其中-0.074mm占85％，以促进含钛高炉渣在酸浸过程中的化学反应。
c、配置8mol/l的盐酸溶液，按液固质量比为1.7:1称取含钛高炉渣，将盐酸溶液加热到80℃后，将称取的含钛高炉渣加入盐酸溶液中，保温并搅拌2h后，得到酸浸溶液。
d、将上述酸浸溶液倒入烧杯中静置48h后，倒出上层液体，取出中间层的固体物质，下层固体为未反应完全的渣，由此实现溶液中各类物质高效绿色分离。
e、将取出的固体物质用蒸馏水洗涤5次至水洗液为中性，并在120℃下干燥2h，以去除吸附在物质表面的杂质。
f、将上述烘干后的固体物质在800℃下保温40min后，随炉冷却、研磨，得到品位为93.2％二氧化钛粉末。
实施例3
a、将空冷含钛高炉渣破碎至25mm以下，随后在棒磨机中进行细磨，使炉渣颗粒尺寸在0.5mm以下。然后，将细磨后的含钛高炉渣给入磁场强度为0.8t的磁选机中除铁，随后将除铁后的炉渣烘干。
b、将上述除铁烘干后的含钛高炉渣研磨，其中-0.074mm占85％，以促进含钛高炉渣在酸浸过程中的化学反应。
c、配置9mol/l的盐酸溶液，按液固质量比为1.6:1称取含钛高炉渣，将盐酸溶液加热到80℃后，将称取的含钛高炉渣加入盐酸溶液中，保温并搅拌2h后，得到酸浸溶液。
d、将上述酸浸溶液倒入烧杯中静置48h后，倒出上层液体，取出中间层的固体物质，下层固体为未反应完全的渣，由此实现溶液中各类物质高效绿色分离。
e、将取出的固体物质用蒸馏水洗涤5次至水洗液为中性，并在120℃下干燥2h，以去除吸附在物质表面的杂质。
f、将上述烘干后的固体物质在900℃下保温60min后，随炉冷却、研磨，得到品位为95.6％二氧化钛粉末。
对比例1
a、将空冷含钛高炉渣破碎至25mm以下，随后在棒磨机中进行细磨，使炉渣颗粒尺寸在0.5mm以下。然后，将细磨后的含钛高炉渣给入磁场强度为0.8t的磁选机中除铁，随后将除铁后的炉渣烘干。
b、将上述除铁烘干后的含钛高炉渣研磨，其中-0.074mm占85％，以促进含钛高炉渣在酸浸过程中的化学反应。
c、配置6mol/l的盐酸溶液，按液固质量比为1.5:1称取含钛高炉渣，待盐酸溶液加热到70℃后，将称取的含钛高炉渣加入盐酸溶液中，保温并搅拌2h后，得到酸浸溶液。
d、将上述酸浸溶液过滤，用蒸馏水将滤饼洗涤至中性，并在120℃下干燥2h。
e、将烘干的滤饼置于四口烧瓶中，配置400g/l的氢氧化钠溶液，按液固质量比为1.2:1量取氢氧化钠溶液。
f、将量取的氢氧化钠溶液加入四口烧瓶中，在120℃下保温并搅拌2h后，得到碱浸溶液并过滤。
g、将滤渣用蒸馏水洗涤3次至水洗液为中性，并在120℃下干燥2h。
h、将上述烘干后的滤渣在900℃下保温60min后，随炉冷却、研磨，得到二氧化钛品位为68.5％的富钛料。
由实施例1-3与对比例1可见，本发明方法采用一步法盐酸处理含钛高炉渣所得富钛料的二氧化钛品位显著高于现有方法，为公众处理含钛高炉渣提供了一种全新的选择。