專利名稱：：用稀鹽酸處理高爐渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種爐渣的處理方法，更具體地說是一種用稀鹽酸處理高爐渣的方法。目前對含鈦高爐渣的利用開發(fā)研究主要有干法和濕法兩種。在“攀鋼高爐渣提取TiO2和Sc2O3的研究”一文(陳啟福等(攀枝花鋼鐵研究院)《鋼鐵釩鈦》1991第12卷第3期P.30)中發(fā)表了一種用93%左右的濃硫酸將粉碎至一定粒度的爐渣按一定比例混合，在220℃左右熟化，然后用70℃左右的熱水浸出，加入一定量的(NH4)2SO4，冷卻至5℃左右結(jié)晶回收NH4Al(SO4)2，除鋁后的母液水解回收制取TiO2，提取鈦后的母液用P507萃取回收Sc。該方法需在外加熱源并在較高的溫度下進(jìn)行，不溶渣多，產(chǎn)生大量新的固體廢料，處理1噸高滬渣將產(chǎn)生1噸多CaSO4及二氧化硅等，鈧在渣中含量很低，僅33PPM，要富集和回收都相當(dāng)困難，成本高、產(chǎn)值低。在CN13036799A的專利申請中公開了用鹽酸分解高爐渣制取化工產(chǎn)品的方法。它的方法是將水淬含鈦高爐渣與稀鹽酸共磨，成為含水細(xì)渣，再加入32～40%的濃鹽酸加熱(80～110℃)酸解6～20小時，濾除SiO2后蒸餾去掉鹽酸，在0.2%草酸液中水解，得偏鈦酸，煅燒得氧化鈦。用同樣的工藝過程，若加入鹽酸濃度為20～32%，則得由氧化鈦與氧化硅組成的混合鈦白。在母液中加入煅白云石乳，可分別分離釩、鐵、鋁及鎂、鈣等氧化物。該方法存在問題也較多(1)所用鹽酸濃度很高，需32～40%，而工業(yè)鹽酸僅為31%左右。高濃度鹽酸需特殊方法生產(chǎn)，價格顯著增加;(2)分解所用酸量為高爐渣重量的6～8倍，處理1噸渣則需用32～40%的鹽酸6～8噸，成本大大提高;(3)反應(yīng)需在80～110℃下進(jìn)行6～20小時，不僅能源消耗大，而且在該條件下腐蝕性更大，對設(shè)備及環(huán)境措施需更高的要求;(4)酸解后殘渣量大，其干燥重量估算為原高爐渣重量的25%以上，這種渣用途不大，將成為新的三廢;(5)用該方法生產(chǎn)所得的氧化鈦和氧化硅組成的混合鈦白，由于夾雜有相當(dāng)?shù)乃峤獠蝗芪?，其產(chǎn)品純度很差，用途不大，產(chǎn)值亦低。本發(fā)明的目的是提供一種成本低、廢物量少、操作簡便的用稀酸處理高爐渣的方法。本發(fā)明是這樣來實(shí)施的，采用10～14%的稀鹽酸在常溫條件下浸取含鈦高爐渣，所得浸取液分別再提取TiO2、硅膠、結(jié)晶氯化鋁、石膏、氯化鎂等。此過程鹽酸回收使用，閉路循環(huán)產(chǎn)生三廢少，并由于采用稀鹽酸，生產(chǎn)成本大大降低。本發(fā)明的工藝過程如下(1)將高爐渣粉碎至100～75μm，用磁選法選出鐵粉;(2)將除鐵后的爐渣粉用10～14%的鹽酸，按固液比1∶8～10、常溫浸取0.5～1.0小時進(jìn)行過濾，未溶渣加到下一批料中浸取;(3)將浸取濾液在常溫下靜置48小時，使濾液中的硅膠凝聚，然后壓濾，濾餅用10～14%鹽酸洗，再用自來水洗滌，直至流出液PH＞6，再濾干。取出濾餅，在低于100℃條件下烘干，得產(chǎn)品硅膠;(4)將從濕硅膠中壓出的母液和洗液合并后加熱至沸騰，沸騰水解2小時，使其中的TiCL4水解生成偏鈦酸沉淀，靜置24小時后過濾收集母液，濾餅經(jīng)洗滌至流出液用赤血鹽檢查無鐵離子反應(yīng)，經(jīng)干燥，煅燒得鈦白粉;(5)將水解鈦后的母液蒸發(fā)濃縮至原體積的1/4～1/6，蒸發(fā)蒸氣經(jīng)冷凝回收;濃縮液中加入與其中鈣離子生成CaSO4化學(xué)反應(yīng)劑量相等的濃硫酸，鈣以CaSO4·nH2O沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得產(chǎn)品石膏;(6)在除鈣后的母液中通入HCl氣體至溶液飽和，此時折出白色AlCl3·nH2O結(jié)晶，靜置24小時后過濾，濾餅用濃鹽酸洗滌去雜質(zhì)、烘干得結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)品;(7)將除氯化鋁后的母液加熱蒸發(fā)濃縮，得到結(jié)晶氯化鎂，蒸發(fā)的蒸氣冷凝回收，母液進(jìn)一步提取其它元素或循環(huán)使用。圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。高爐渣用本發(fā)明的方法處理，其酸浸分解率＞80%，各元素在單步過程中的回收率分別為SiO2＞70%;TiO2＞60%;CaO＞70%;Al2O3＞60%;MgO＞50%。各元素在循環(huán)操作生產(chǎn)過程中總回收率可達(dá)80%以上。當(dāng)把步驟(2)的浸取濾液進(jìn)行加熱至沸，再進(jìn)行壓濾，則可得硅鈦白，這樣工藝更簡單，操作更方便。其工藝過程如下(1)將高爐渣粉碎至100～75μm，用磁選法選出鐵粉;(2)將除鐵后的爐渣粉用10～14%的鹽酸，按固液比1∶8～10、常溫浸取0.5～1.0小時進(jìn)行過濾，未溶渣加到下一批料中浸取;(3)將(2)所得浸取濾液加鹽至沸0.2～1.0小時，使TiCL4水解，硅酸凝聚，靜置48小時，壓濾過濾，濾餅用水洗滌至濾出液用赤血鹽檢查無鐵離子反應(yīng)，再烘干煅燒得硅鈦白。(4)將水解鈦后的母液蒸發(fā)濃縮至原體積的1/4～1/6，蒸發(fā)蒸氣經(jīng)冷凝回收;濃縮液中加入與其中鈣離子生成CaSO4化學(xué)反應(yīng)劑量相等的濃硫酸，鈣以CaSO4·nH2O沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得產(chǎn)品石膏;(5)在除鈣后的母液中通入HCl氣體至溶液飽和，此時折出白色AlCl3·nH2O結(jié)晶，靜置24小時后過濾，濾餅用濃鹽酸洗滌去雜質(zhì)、烘干得結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)品;(6)將除氯化鋁后的母液加熱蒸發(fā)濃縮，得到結(jié)晶氯化鎂，蒸發(fā)的蒸氣冷凝回收，母液進(jìn)一步提取其它元素或循環(huán)使用。綜上所述可見，本發(fā)明由于采用了稀鹽酸浸取高爐渣，大多數(shù)元素以離子狀態(tài)轉(zhuǎn)入溶液從溶液中分步分離回收各主要元素，制得一定等級的多種化工產(chǎn)品。本發(fā)明耗酸量低，約3噸/噸爐渣，采用一般工業(yè)鹽酸配制，常溫反應(yīng)不外加熱量，時間短，反應(yīng)約0.5～1.0小時，因此大大降低成本，縮短工藝周期。實(shí)施例1。本實(shí)施例選用攀鋼水淬高爐渣作原料。按如下工藝過程進(jìn)行處理(1)取攀鋼爐渣200克，粉碎至100μm，用磁選選出金屬鐵，得金屬鐵珠粉5.2克;(2)經(jīng)選鐵后的爐渣粉，用13.5%的鹽酸2升，在常溫下攪拌浸取，約0.5小時后停止攪拌，進(jìn)行過濾，得濾液2升，濾渣用少量水洗后烘干稱重36克，返回酸浸;(3)將(2)濾液在常溫下靜置48小時，析出硅膠，用壓濾去除硅膠吸附溶液，得濾液1.5升，硅膠濾餅用13.5%鹽酸洗滌，再用自來水洗滌，直至濾液PH＞6，取出濾餅烘干得SiO237.5克;(4)將濾液和洗液合并共3升，加熱沸騰水解2小時，使TiCl4水解析出，老化靜置24小時，過濾，偏鈦酸餅用13.5%溶液淋洗，再用去離子水洗滌，直至流出液用赤血鹽檢查無鐵離子反應(yīng)，取出烘干煅燒得TiO231.5克;(5)將水解鈦后的母液蒸發(fā)濃縮到約400毫升時停止加熱，蒸發(fā)蒸汽經(jīng)冷凝回收，用于配制浸取爐渣的鹽酸，濃縮液經(jīng)冷卻后加入65毫升的92%工業(yè)硫酸，反應(yīng)生成白色沉淀CaSO4·nH2O，經(jīng)過過濾、洗滌，并在180℃烘干得燒石膏96克。(6)在除鈣后的母液中通入HCl氣體至溶液析出白色AlCl3·nH2O結(jié)晶，靜置24小時后過濾，濾餅用35%的濃鹽酸洗滌去除雜質(zhì)，在搪瓷盤中加熱干燥，得AlCl3粉末34克;(7)將去AlCl3后的母液放入蒸發(fā)瓶中加熱濃縮至開始有少量結(jié)晶出現(xiàn)，倒出溶液冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌干燥得無水MgCl225克，剩下殘液可繼續(xù)濃縮結(jié)晶或配浸取酸用。實(shí)施例2。(1)取攀鋼水淬高爐渣200克，粉碎至100μm以下，用磁選選出金屬鐵，得金屬鐵珠粉4.9克;(2)經(jīng)選鐵后的爐渣粉，用13.5%的鹽酸2升，在常溫下攪拌浸取0.67小時后，停止攪拌進(jìn)行過濾，得濾液2.1升，濾渣用少量水洗后烘干重36克，返回酸浸;(3)將(2)濾液在攪拌條件下加熱沸騰，煮沸15分鐘，濾液逐漸變稠，變白成漿糊狀，停止加熱，自然冷卻并靜置48小時，再進(jìn)行壓濾，濾餅用無離子水洗滌，洗至濾出液用赤血鹽檢查無鐵離子反應(yīng)，取出濾餅烘干，煅燒得硅鈦白76克;(4)將(3)壓濾得的液和洗液合并加熱濃縮到400毫升，停止加熱，蒸發(fā)蒸汽經(jīng)冷凝回收，濃縮液經(jīng)冷卻后加入65毫升92%的工業(yè)硫酸，反應(yīng)生成白色沉淀CaSO4·nH2O，經(jīng)過過濾洗滌，并在180℃烘干得燒石膏101克;(5)在除鈣后的母液中通入HCl氣體至溶液析出白色AlCl3·nH2O結(jié)晶，靜置24小時后過濾，濾餅用35%的濃鹽酸洗滌去除雜質(zhì)，在搪瓷盤中加熱干燥，得AlCl3粉末36克;(7)將上述母液放入蒸發(fā)瓶中加熱濃縮至開始有等量晶體出現(xiàn)，倒出溶液冷卻結(jié)晶，過濾洗滌干燥得無水MgCl226.5克，剩下殘液配浸取酸用。本發(fā)明處理1噸攀鋼高爐渣按實(shí)驗(yàn)收率計算所得產(chǎn)品如下表1所示表1產(chǎn)品名稱硅膠鈦白粉結(jié)晶氯化鋁氯化鎂石膏生鐵數(shù)量(kg)1451342209737925</table></tables>權(quán)利要求1.一種用稀鹽酸處理高爐渣的方法，其特征在于該方法工藝過程如下(1)將高爐渣粉碎至100～75μm，用磁選法選出鐵粉；(2)將除鐵后的爐渣粉用10～14%的鹽酸按固液比1∶8～10、常溫下浸取0.5～1.0小時進(jìn)行過濾，未溶渣加到下一批料中浸?。?3)將浸取濾液靜置48小時，使濾液中的硅膠凝聚，然后壓濾，濾餅用10～14%鹽酸洗，再用自來水洗滌，直至洗出液PH＞6，再濾干，取出濾餅，在低于100℃條件下烘干，得產(chǎn)品膠酸。(4)將從濕硅膠中壓濾出的母液和洗液合并后加熱至沸騰，沸騰水解2小時，使其中的TICL4水解生成偏鈦酸沉淀，靜置后過濾，收集母液，濾餅經(jīng)洗滌至流出液用赤血鹽檢查無鐵離子反應(yīng)，經(jīng)干燥，煅燒得鈦白粉；(5)將水解鈦后的母液蒸發(fā)濃縮至原體積的1/4～1/6，蒸發(fā)蒸氣經(jīng)冷凝回收；濃縮液中加入與其中鈣離子生成CaSO4化學(xué)反應(yīng)劑量相等的濃硫酸，鈣以CaSO4·nH2O沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品石膏；(6)在除鈣后的母液中通入HCl氣體至溶液飽和，此時析出白色AlCl3·nH2O結(jié)晶，靜置后過濾，濾餅用濃鹽酸洗滌去雜質(zhì)、烘干得結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)品；(7)將除氯化鋁的母液加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶提取氯化鎂，蒸發(fā)的蒸氣冷凝回收，母液進(jìn)一步提取其它元素或循環(huán)使用。2.一種用稀鹽酸處理高爐渣的方法，其特征在于該方法工藝過程如下(1)將高爐渣粉碎至100～75μm，用磁選法選出鐵粉;(2)將除鐵后的爐渣粉用10～14%的鹽酸，按固液比1∶8～10、常溫浸取0.5～1.0小時進(jìn)行過濾，未溶渣加到下一批料中浸取;(3)將(2)所得浸取濾液加鹽至沸0.2～1.0小時，使TiCL4水解，硅酸凝聚，靜置48小時，壓濾過濾，濾餅用水洗滌至濾出液用赤血鹽檢查無鐵離子反應(yīng)，再烘干煅燒得硅鈦白。(4)將水解鈦后的母液蒸發(fā)濃縮至原體積的1/4～1/6，蒸發(fā)蒸氣經(jīng)冷凝回收;濃縮液中加入與其中鈣離子生成CaSO4化學(xué)反應(yīng)劑量相等的濃硫酸，鈣以CaSO4·nH2O沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得產(chǎn)品石膏;(5)在除鈣后的母液中通入HCl氣體至溶液飽和，此時折出白色AlCl3·nH2O結(jié)晶，靜置24小時后過濾，濾餅用濃鹽酸洗滌去雜質(zhì)、烘干得結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)品;(6)將除氯化鋁后的母液加熱蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶提取氯化鎂，蒸發(fā)的蒸氣冷凝回收，母液進(jìn)一步提取其它元素或循環(huán)使用。全文摘要本發(fā)明涉及一種用稀鹽酸處理高爐渣的方法，該方法采用10～14％的鹽酸浸取高爐渣，用該濃度浸取不僅可以有高的浸出率，而且浸出物為溶液狀態(tài)，從而有利于硅膠鈦白粉，結(jié)晶氯化鋁、氯化鎂、石膏、生鐵的提取。該方法成本低、方法簡單、環(huán)境污染小、浸出率和各元素的提取率也高。文檔編號C22B3/10GK1099424SQ9410808公開日1995年3月1日申請日期1994年8月10日優(yōu)先權(quán)日1994年8月10日發(fā)明者王道奎,雷茂林,李本恩,江志全,劉寶金,尹榮九,楊治新,曾紅,邱軍申請人:中國核動力研究設(shè)計院