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攀西地区钒钛磁铁矿是世界著名的多金属共(伴)生矿床,其中,钛资源储量占世界第一位。但到目前为止,矿石中钛资源的利用率却很低,约为15%左右。其主要原因就是原矿中约有50%以上的钛随铁精矿经高炉炼铁后进入炉渣成为含钛高炉渣。这种含钛高炉渣中TiO2含量高达20~26%。攀钢在1970-1992年生产期间堆置在金沙江畔的西渣场的高炉渣就达3000多万吨,若TiO2含量以20%计,仅西渣场的高炉渣中TiO2的含量就高达600多万吨,此后每年新增至少60万吨TiO2。据此估计,到目前为止,攀枝花高炉渣中TiO2的总量已近2500万吨左右,这无疑是一个巨大的钛资源宝藏。但它却与高炉渣一起作为工业固体废弃物堆积金沙江边,不仅未能得到利用,还为当地造成极大的环境问题和经济负担。如何开发利用这种人造二次资源的高钛型高炉渣,尤其是其中的钛资源已成为一个重要的迫切课题。本文针对攀枝花高钛型高炉渣中的钛含量高,分离提取技术难度大,至今未能得到利用的难题,根据其组分以及组构特点,采用低温化学分离提取法,将含钛高炉渣中的其它主要杂质组分除去,使钛富集成可用于工业生产的富钛料,然后从酸浸液中分离提取主要组分。试验工艺过程分2个步骤:第一步是将5~6mol/L盐酸溶液按酸渣比为0.9:1~1:1的比例,在100℃条件下与空冷含钛高炉渣反应4h,将主要的酸溶性组分镁、铝、钙等分离;第二步是采用沉淀法将酸浸液中的主要组分CaO,MgO,Al2O3等分离提取出来。由于使用硫酸浸取高炉渣时生成会生成硫酸钙胶状物,影响高炉渣的进一步的浸出,因此本文选用盐酸作为浸取剂,而且TiO2在整个反应过程(酸溶和水解过程)中其实并没有消耗稀盐酸这一原理,先利用盐酸除杂能力强这一特点,用适量的盐酸除去高炉渣中的Ca,Mg,Al等有价元素,使高炉渣中的钛组分以H2TiO3的形式进入渣中,将钛富集于滤渣中,然后通过后续处理从滤渣中提取钛。在对用少量稀盐酸处理含钛高炉渣的实验条件进行探索中,主要考察了盐酸浓度、反应时间、反应温度及酸渣比等因素对含钛高炉渣中钙、镁、铝、钛浸出率的影响,并通过实验找到了使TiO2的浸出率较低,CaO,MgO,Al2O3的浸出率高的稀盐酸溶解酸性杂质的条件为:盐酸浓度6mol/l,反应温度100℃,时间4h,酸渣比为1:1。利用盐酸浸出液中各金属元素沉淀pH值的差异,调节溶液的pH值,分别得到了CaSO4,Fe2O3,Al2O3,Mg(OH)2及含硅残渣等。分离Ca组分时,虽然CaSO4溶解度不大,但其溶解度呈特殊的先升高后降低状况。如10℃溶解度为0.1928g/100g水,40℃为0.2097,100℃降至0.1619,因此要将溶液煮沸1h左右,以尽可能减少溶液中钙的含量。在得到的Mg,Al及含硅残渣中都夹带的NaCl是由于过滤的时候没有充分洗涤而残留在其中的,通过洗涤可将其去除。通过处理滤液,使得高炉渣中的主要组分都得到了分离提取的目的。