一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法与流程

1.本发明属于金属回收技术领域，尤其涉及一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法。


背景技术：

2.钒钛磁铁矿经选矿分离后仍然有大量的钛进人铁精矿中，经高炉冶炼后，几乎全部进入渣相。这种含二氧化钛的高炉渣，既不能用于生产钛白，又不能用于生产矿渣水泥，如果没有切实可行的综合利用方法，不仅会浪费宝贵资源，也严重污染环境，成为制约企业可持续发展的负面因素。
3.含钛高炉渣不能综合利用的重要原因是渣中钛弥散于多种矿物相中，各含钛物相晶粒细小，嵌布关系复杂，用常规选矿方法和捕收剂很难分离完全。


技术实现要素：

4.基于上述技术问题，本发明提供了一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
5.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
6.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍以上，混合物在氩气氛围中加热至400～450℃，保温60～80min，然后在氩气氛围中冷却至360～375℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，保温80～90min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次以上，烘干，获得固相a；
7.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；
8.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温4～6h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温2～3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温1～2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸和油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温1～2h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂。
9.进一步地，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/4～1/3。
10.进一步地，所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1000～1100g/t。
11.进一步地，所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝500～600g/t。
12.进一步地，所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水、苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸：油酸钠＝10:1.5～1.8:1.3～1.7:1.2～1.4:1.6～2.0:3～5:6～7。
13.本发明的有益效果在于：本发明所述方法能够有效地实现高含钛炉渣中钛矿的分
离，提高二氧化钛回收率，不但节省了资源和成本，同时减少了炉渣对环境的污染，应用前景广阔。
具体实施方式
14.下面结合实施例进行详细的说明：
15.实施例1
16.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
17.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
18.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至400℃，保温80min，然后在氩气氛围中冷却至360℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/4，保温90min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
19.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1000g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝500g/t。
20.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温4h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温1h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸和油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温1h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水、苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸：油酸钠＝10:1.5:1.3:1.2:1.6:3:6。
21.实施例2
22.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
23.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
24.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至420℃，保温80min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/4，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
25.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1000g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝500g/t。
26.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温5h，保温结束后在搅拌状态下向混
合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温1h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸和油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温1h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水、苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸：油酸钠＝10:1.6:1.4:1.3:1.8:4:6。
27.实施例3
28.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
29.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
30.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至440℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
31.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
32.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温5h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸和油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水、苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸：油酸钠＝10:1.7:1.6:1.3:1.8:4:7。
33.实施例4
34.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
35.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
36.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至450℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至375℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
37.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
38.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂
中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温6h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸和油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水、苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸：油酸钠＝10:1.8:1.7:1.4:2.0:5:7。
39.对比例1
40.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
41.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
42.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至440℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
43.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
44.其中，所述捕收剂为苯甲羟肟酸和油酸钠的混合物，所述苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为苯甲羟肟酸：油酸钠＝4:7。
45.对比例2
46.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
47.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
48.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至440℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
49.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
50.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温5h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温4h，然后空冷至常温，获得本对比例所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇和去离子水的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水＝10:1.7:1.6:1.3:1.8。
51.对比例3
52.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
53.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
54.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至440℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
55.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
56.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温5h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水和苯甲羟肟酸的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸＝10:1.7:1.6:1.3:1.8:4。
57.对比例4
58.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
59.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
60.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至440℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入焦硫酸钾，所述焦硫酸钾的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
61.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
62.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温5h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：油酸钠＝10:1.7:1.6:1.3:1.8:7。
63.对比例5
64.一种炉渣固体废弃物中分离钛的方法，包括如下步骤：
65.(1)将所述炉渣进行球磨处理，球磨处理后过300目筛网，收集过筛粉末进入下一道工序，未过筛粉末重返球磨处理工序；
66.(2)将所述过筛粉末与氢氧化钠粉末充分混合，其中氢氧化钠的质量为所述过筛粉末质量的6倍，混合物在氩气氛围中加热至440℃，保温60min，然后在氩气氛围中冷却至370℃，到温后向混合物中加入硫酸铵，所述硫酸铵的加入质量为所述过筛粉末质量的1/3，保温80min，保温结束后在氩气保护下冷却至常温，用去离子水洗涤3次，烘干，获得固相a；
67.(3)对所述固相a用捕收剂进行浮选，获得钛粗矿；所述钛粗矿进行精炼，获得钛精矿；所述捕收剂与所述固相a的质量比捕收剂/固相a＝1100g/t；所述浮选抑制剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与所述固相a的质量比羧甲基纤维素/固相a＝600g/t。
68.其中，所述捕收剂的制备方法为：将氯仿和苯乙烯混合形成混合剂，向所述混合剂中加入五氯化磷，水浴恒温至50
±
2℃，搅拌混合剂保温5h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入正丁醇，加料完成后继续搅拌混合剂保温3h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入去离子水，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，保温结束后在搅拌状态下向混合剂中再加入苯甲羟肟酸和油酸钠，加料完成后继续搅拌混合剂保温2h，然后空冷至常温，获得所述捕收剂；所述氯仿、苯乙烯、五氯化磷、正丁醇、去离子水、苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为氯仿：苯乙烯：五氯化磷：正丁醇：去离子水：苯甲羟肟酸：油酸钠＝10:1.7:1.6:1.3:1.8:4:7。
69.实施例5
70.测试上述各实施例和对比例所述方法所得钛粗矿相对于炉渣固体废弃物的二氧化钛回收率，结果如表1所示。
71.表1
72.测试组二氧化钛回收率/％实施例183.52实施例284.21实施例384.92实施例485.07对比例141.84对比例253.82对比例371.18对比例470.60对比例576.42
73.由表1可知，本发明所述捕收剂能够有效地实现钛矿的浮选分离，提高钛粗矿的二氧化钛回收率。相比于传统的捕收剂，将本发明制备的捕收剂和传统捕收剂苯甲羟肟酸、油酸钠相结合，能够显著提高钛矿的浮选效果。且本发明捕收剂和传统捕收剂联用效果显然要好于单独使用情况下的效果。
74.以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。