首先将含钛高炉渣研磨至 80-200 目左右。第一步是在 60℃-100℃下,采用 4 mol/L-6 mol/L 的盐酸溶液进行 3-6 小时的酸解,之后进行过滤,酸洗。得到的滤渣 留作备用,酸解过程的目的是可以有效的除去高炉渣中的钙、铁和铝等酸性物质。 第二部是采用比例为 1:1。6-1:1。8 的滤渣和氢氧化钠,在温度 600℃-800℃下熔融反 应一个小时,然后用 pH 值为 11-13 的氢氧化钠溶液进行洗涤,很好的将高炉渣中 的 SiO2 和 NaOH 去除,因为二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠。经过酸洗和碱 洗,高炉渣中的钛含量可以达到 70%左右。
(3) 含钛高炉渣中钛的分离提取 钛组分存在于含钛高炉渣中的固相中,需要将其从固态的高炉渣中分离提取,转化成可以溶解得盐来利于 TiO2 的提纯。
① 硫酸法提取钛 王明华等对硫酸法从高炉渣提取钛作了一定研究,他们利用含钛高炉渣选择性
分离后获得的富钛精矿作实验原料,对硫酸法提钛进行实验研究,考察此方法过程 中温度、酸渣比、高炉渣粒度和硫酸浓度等因素对高炉渣钛元素的酸解率的影响, 结果表明,利用硫酸法从富钛精矿中提取钛元素时,钛的酸解率可以达到以上,这 就为含铁高炉渣的综合利用奠定了基础[11]。
张卫东等还对硫酸法提钛后得到的浸出液进行了钛的萃取实验,结果表明,经 萃取处理得到的富铁液可以用于制备钛白粉,这也为含铁高炉渣的综合利用开辟了 一条新途径[12]。
② 盐酸法浸出钛 冶金科研人员做了相关大量研究,盐酸法可以直接采用自然冷却的含钛高炉
渣,相关研究结果表明,含钛高炉渣的各种含钛矿物相中,镁铝尖晶石的钛组分浸 出速率最快,相对慢的是富态透辉石和攀钛透辉石,而含钛量最多的矿物相钙钛矿 的浸出速率反而最慢,可以得出钙钛矿相得反应活性比较差,因此导致含钛高炉渣 中钛的提取难度大大增加。实验显示,在下 100℃,用的盐酸溶液对含铁高炉渣浸 出 8 小时,钛元素的浸出率为 44%,熊瑶等通过实验研究发现,在浸出实验前期, 对高炉渣进行机械球磨,能够明显提高渣中铁元素的浸出率,由于机械球磨能够对 含铁高炉渣进行很好的细化,因此可以提高钙钛矿的溶解速度,如果在机械球磨的 同时进行盐酸浸出,钛的浸出率提升到了,这一发现进一步发展了盐酸法从含钛高 炉渣中浸出钛[13]。(4) 利用含钛高炉渣制备 TiO2
相关研究人员从含钛高炉渣中浸出钛,利用钛液制备高品位的二氧化钛,推进 了含钛高炉渣综合利用的研究进展。
① 含钛高炉渣为原料利用氢氧化钾制备 TiO2。 仝启杰等氢氧化钾亚熔盐法对含钛高炉渣进行综合利用研究,以高钛渣为原料
用来制备二氧化钛,做了大量相关研究,研究了影响钛酸钾形貌的相关因素。其中 包含氢氧化钾的浓度,反应时间与反应温度以及碱渣比等因素。研究结果表明,碱 与渣的比影响最大,相对较小的是反应时间和温度。由此确定出最佳的工艺参数, 制备出长度为 15 μm 到 20 μm,长度为 20 μm-25 μm 的钛酸钾晶须,其 pH 在 1~3之间时,钛酸钾经过水解与煅烧处理可得到二氧化钛晶须。
② 改性含钛高炉渣以分离钛组分及制备高品位钛白粉 张武等对含钛高炉渣进行改性处理,成功的使钛元素富集到金红石相中,研究
表明,改性渣中的钛更容易分离提取,这一发现为从含钛高炉渣中浸出钛以制备二 氧化钛打下基础,他们采用三段浸出法,以改性含钛高炉渣为原料,成功获得了高 品位的金红石型二氧化钛产品,产品中二氧化钛含量高达 94。42%[14]。