(1)成果简介
钛资源的高效和高品质利用是我国钛资源冶金的发展方向。针对我国高钙镁钒钛磁铁矿中钛资源约50%进入高炉渣或熔分渣等低品位复杂炉渣中的现状,实现此类低品位含钛炉渣高效经济提取钛及制备高值/高质钛产品是行业性难题。目前,国内外产出的高钙镁低品位含钛炉渣,主要用于建筑材料,在钛的提取利用方面,由于现有工艺存在能耗高或回收率低或腐蚀严重或生产成本高等因素,还没有实现应用生产。该技术成果提出了集成废酸与钛渣除杂提质协同处理、传统钛白工艺优化与创新于一体的工艺路线。利用复合盐类/酸在中低温条件下使复杂含钛矿物结构分解,提高杂质组元的化学反应活性,并采用弱酸浸出实现钛的除杂提质,产出高品质钛渣中间产物;通过梯级分离产出铝钙副产品,解决铝钙等资源化利用难题,实现减量化应用;利用硫酸法进行酸解使钛进入液相,并通过工艺优化实现较高浓度的含铝镁黑钛液制备钛白/纳米钛白产品,解决高黏度黑钛液对钛白质量影响问题;通过工业废硫酸与除杂提质工序耦合集成,实现废硫酸再生内循环利用。解决低品质钛渣的资源化和废酸的经济化循环利用难题,为低品位复杂钛渣/高钙镁钛铁矿的资源化、高质化以及废酸循环利用提供低碳高效经济的解决方案。
(2)主要性能指标及适用条件范围
实现低品位复杂钛渣(熔分钛渣、高钛高炉渣)与废硫酸协同除杂提质预处理,解决硫酸法钛白废酸经济利用和钛渣铝镁等影响难题,铝镁杂质脱除率70%;吨钛白需耗硫酸3.18t硫酸,钛直收率93%,废硫酸循环利用率大于99%,钙铝等形成副产品。实现高钙镁钛铁矿高效富集与金红石晶型转化,解决高钙镁钛铁矿难以用于氯化钛白等高端产品原料;人造金红石满足行业标准(YST 299-2010 )TiO2-1级品,其TiO2品位大于94%(行标要求TiO2>90%),钛的直收率大于96%,盐酸再生循环率大于96%,优质铁红副产品Fe2O3品位大于95%。低品位复杂钛渣资源化高质利用技术,适用于钛铁矿、熔分钛渣、高钛高炉渣等。
(3)成果应用情况
该技术已与西昌矿业有限公司和中国宝武钢铁集团有限公司等建立示范线稳定运行。实现了低品质钛渣生产钛白产品(TiO2品位>99%,钛回收率>90%),废酸循环利用率达到99%以上;钛铁矿制备高品质人造金红石(TiO2含量>94%,钛回收率>96%),优质铁红Fe2O3品位>95%,废酸再生循环利用率>96%。
(4)成果展示
图1 人造金红石转变示意图及产品
图2 钛白产品
图3 专利证书