本發(fā)明涉及提鈦尾渣的回收利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地，涉及一種提鈦尾渣脫氯脫碳的方法。
背景技術(shù)：
：攀鋼高爐渣中含大量二氧化鈦，目前未能大規(guī)模高效利用，攀鋼正開發(fā)高溫碳化-低溫氯化工藝提取其高爐渣中的鈦，提鈦后所得廢渣即為提鈦尾渣。提鈦尾渣化學(xué)成分與礦渣水泥相近，并且具有水化活性，提鈦尾渣可作為礦渣微粉等建筑材料使用，但是提鈦尾渣中氯含量高達2-5％，遠遠超出了標準值0.06％；另外，其游離碳含量高達5-10％，使其燒損高于標準要求的3％。這兩方面的原因妨礙了其在建筑行業(yè)的應(yīng)用。因此，尋求經(jīng)濟可行的脫除提鈦尾渣中氯及碳的方法可使提鈦尾渣作為礦渣微粉大規(guī)模利用，為高爐渣提鈦攻關(guān)解決后顧之憂。CN104056841A公開了一種提鈦尾渣的處理方法，所述提鈦尾渣含有水溶性氯化物，其中，該方法包括將所述提鈦尾渣進行水洗，使得經(jīng)過處理的提鈦尾渣中氯元素的含量為0.06重量％以下。該方法需要大量的水，且不能有效去除提鈦尾渣中的游離碳。CN103936050A公開了一種氯化法提鈦尾渣的無公害處理方法及系統(tǒng)，該方法包括：利用冷風(fēng)對氯化爐中排出的高溫提鈦尾渣進行降溫，得到溫度為120-150℃的熱尾渣；對熱尾渣順序進行兩次以上真空洗滌過濾。該方法同樣是利用水洗對提鈦尾渣進行處理，并且也不能有效去除提鈦尾渣中的游離碳。CN104016598A公開了一種提鈦尾渣的除氯方法，該方法包括將提鈦尾渣與水混合水洗，得到一級殘渣和一級濾液，然后將一級殘渣進行煅燒，將煅燒后的一級殘渣繼續(xù)依次進行水洗和煅燒。其公開的方法較為復(fù)雜，當處理量較大時，給操作帶來一定困難。CN105271857A公開了一種氯化法提鈦尾渣的在線除氯工藝，其特征在于，包括以下步驟：1)氯化法提鈦尾渣通過氯化爐排渣口進入打漿罐，氯化法提鈦尾渣的溫度為400-550℃；2)氯化法提鈦尾渣與打漿罐中的水攪拌打漿形成漿料，控制漿料的水渣質(zhì)量比為3.2-4：1；3)漿料通過泥漿泵使用管道輸送到渣場；從而實現(xiàn)了除氯-尾渣運輸一體化；4)打漿后的提鈦尾渣在渣場中自然沉降至尾渣的含水量為12-20％，氯離子含量在0.3％以下；5)自然沉降后的尾渣經(jīng)過皮帶直接進入回轉(zhuǎn)窯，于600-700℃煅燒20-40min即可。CN105385855A公開了一種氯化法提鈦尾渣的除氯方法，其特征在于，將氯化法提鈦尾渣與水攪拌混合形成漿料，渣水質(zhì)量比為1:2-4，然后通過過濾-洗滌-過濾的方式得到合格的提鈦尾渣，所述合格的提鈦尾渣滿足：氯離子含量低于0.2％，含水量為12％-20wt％。現(xiàn)有技術(shù)公開的提鈦尾渣的除氯方法工藝復(fù)雜，流程長，且均不能有效的去除提鈦尾渣中的碳，因此，想要進一步將提鈦尾渣進行有效利用，亟需開發(fā)一種工藝簡單、流程短、脫氯脫碳效果好的提鈦尾渣的處理方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中提鈦尾渣脫氯方法工藝流程長、處理量受限，且不能有效脫碳的缺陷，提供一種提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，該方法工藝簡單、流程短且脫氯脫碳效果好。本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)提供的提鈦尾渣脫氯方法不能夠?qū)⑻家徊⒚摮绻枰獙⑻徕佄苍M行有效利用，還需要額外步驟對碳進行脫除，整個工藝流程長、處理量受限，極大限制了提鈦尾渣的利用，本發(fā)明的發(fā)明人進一步研究發(fā)現(xiàn)，將提鈦尾渣與脫氯劑源混合，然后將混合料進行煅燒，在煅燒過程中，提鈦尾渣中的氯化物與脫氯劑反應(yīng)生成金屬氯化物、氯氣及氯化氫等，以氣體形式逸出，從而實現(xiàn)脫氯，而煅燒過程中，游離碳的燃燒有效脫除提鈦尾渣中的游離碳，另外，游離碳可以作為熱源，有效節(jié)約了熱消耗。基于此，本發(fā)明提供了一種提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，該方法包括：(1)將提鈦尾渣與脫氯劑源混合；(2)將步驟(1)所得混合料進行煅燒。本發(fā)明提供的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法能夠?qū)⒙群吞家徊⒚摮⑶夜に嚭唵巍⒘鞒潭獭⒚撀让撎夹Ч茫瑑?yōu)選情況下，當脫氯劑為硫酸亞鐵和/或硼酸，煅燒的溫度為600-800℃時，可使提鈦尾渣氯含量降低至0.06％以下，同時游離碳含量降低至1％以下，滿足礦渣微粉對氯離子含量及燒損的要求，實現(xiàn)提鈦尾渣作為礦渣微粉使用的目的。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。本發(fā)明提供一種提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，該方法包括：(1)將提鈦尾渣與脫氯劑源混合；(2)將步驟(1)所得混合料進行煅燒。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述提鈦尾渣為高溫碳化-低溫氯化工藝提取高爐渣中的鈦后所得廢渣。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，以所述提鈦尾渣的總重量為基準，所述提鈦尾渣含有：15-30重量％的CaO、8-20重量％的MgO、8-20重量％的Al2O3、20-30重量％的SiO2、3-10重量％的TiO2、2-13重量％的CaCl2以及5-12重量％的游離碳。需要說明的是，所述提鈦尾渣中除上述物質(zhì)外，可能還含有微量的氯化鎂和氯化亞鐵，由于其量較少，故沒有給出。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，所述提鈦尾渣與脫氯劑的重量比為100：0.1-8，進一步優(yōu)選為100：1-4。采用該種優(yōu)選實施方式既能夠有效實現(xiàn)提鈦尾渣的脫氯效果，又能夠最大化的減少脫氯劑使用量。在本發(fā)明中，只要將提鈦尾渣與脫氯劑源混合即可，對所述脫氯劑源的具體相態(tài)沒有特別的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)脫氯劑的具體種類進行相應(yīng)選擇。在本發(fā)明中，所述脫氯劑源可以為固體粉末，也可以為溶液的形式。當脫氯劑源為固體粉末時，本發(fā)明對其粒度沒有特別的限定，優(yōu)選為小于0.1mm。在本發(fā)明中，所述粒度是指顆粒上的任意兩個不同點之間的最大直線距離。例如，當所述顆粒為球形時，所述粒度指其直徑。本發(fā)明對所述脫氯劑的選擇范圍較寬，只要是能和提鈦尾渣中氯化物反應(yīng)生成氯化氫和/或氯氣即可，氯化氫和/或氯氣以氣體形式溢出，進而實現(xiàn)脫氯的目的。在本發(fā)明中，所述脫氯劑可以選自硫化物、硫磺、酸、鹽和氧化物中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述硫化物為硫化鐵、硫化鋁、硫化鋅和硫化鉛中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述酸為硫酸、磷酸、硝酸、硼酸和草酸中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述鹽為硫酸鹽和/或亞硫酸鹽。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述氧化物可以為金屬氧化物，也可以為非金屬氧化物，進一步優(yōu)選地，所述氧化物為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁、氧化鋅和氧化鉛中的至少一種。在本發(fā)明中，最優(yōu)選所述脫氯劑為硫化鐵、硫酸亞鐵和硼酸中的至少一種。發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，采用該種優(yōu)選的脫氯劑，能夠使氯化鈣中的氯更易于形成氯化氫、氯氣，從而以氣相形式脫除。本發(fā)明對所述煅燒的溫度和時間沒有特別的限定，優(yōu)選所述煅燒的溫度為500-1200℃，煅燒的時間為10-200min；進一步優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為600-800℃，煅燒的時間為10-120min。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述煅燒在通入含氧氣體的條件下進行。本發(fā)明提供的方法將提鈦尾渣與脫氯劑源在一定溫度下進行煅燒，提鈦尾渣中的氯化物與脫氯劑及氧氣反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬氯化物、氯氣及氯化氫等，氯氣及氯化氫等以氣體的形式隨氣流逸出，從而實現(xiàn)氯的脫除，同時，游離碳與氧氣反應(yīng)實現(xiàn)了脫碳，另外碳的煅燒還可以提供一部分熱源。本發(fā)明提供的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法不需要現(xiàn)有技術(shù)公開的水洗過程，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)雖然提鈦尾渣中氯主要以氯化鈣的形式存在，但還是存在部分吸附氯及一些難溶的復(fù)雜含氯礦物，通過加水洗滌，可使大部分氯以離子形式進入液相而分離，但多次洗滌后提鈦尾渣中仍有0.2％以上的氯。因此，本發(fā)明的發(fā)明人通過添加脫氯劑源及煅燒的方式，實現(xiàn)氯和碳的一并脫除。為了更加有效的脫除提鈦尾渣中的氯和碳，優(yōu)選所述含氧氣體還含有水蒸氣和/或二氧化硫，最優(yōu)選所述含氧氣體為含水蒸氣的空氣。水蒸氣能夠促進氯的脫除，采用該種優(yōu)選實施方式更有利于提高所述提鈦尾渣脫氯脫碳方法的脫氯能力。本發(fā)明對所述含水蒸氣的空氣中水蒸氣的量沒有特別的限定，優(yōu)選地，水蒸氣的體積含量為5-20％。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，提鈦尾渣脫氯脫碳產(chǎn)生的尾氣中含有氯化氫和/或氯氣，優(yōu)選將氯化氫和/或氯氣凈化回收。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場具體情況進行選擇，例如，可通過水霧吸收將氯化氫和/或氯氣回收后用于制取鹽酸。以下通過實施例對本發(fā)明進行進一步說明，但本發(fā)明不局限于此。以下實施例和對比例所使用的提鈦尾渣主要化學(xué)成分如表1所示。表1成分CaOSiO2TiO2Al2O3MgOClC含量，重量％282581382.510其中，Cl主要以CaCl2的形式存在，有少量以MgCl2或FeCl2形式存在，由于MgCl2和FeCl2的含量較少，故沒有給出。本發(fā)明中，所述水化活性通過水化活性指數(shù)來表示，水化活性指數(shù)大，水化活性好。提鈦尾渣和處理后的尾渣的水化活性指數(shù)通過GBT18046-20087附錄A所述方法測定，所述水化活性指數(shù)是指28天指數(shù)；提鈦尾渣中的氯元素含量通過GBT176-2008所述硫氰酸銨容量法分析測得；提鈦尾渣中的C元素含量通過氣體容量法分析測得。實施例1將提鈦尾渣與硫化鐵粉末(粒度＜0.1mm)混合均勻(提鈦尾渣與硫化鐵的質(zhì)量比為100：4)，然后置于耐高溫反應(yīng)器中，放入馬弗爐中，在通入含水蒸氣的空氣(水蒸氣體積含量為10％)條件下，在700℃下煅燒90min，取出冷卻后，測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。實施例2將提鈦尾渣與硫酸亞鐵水溶液混合(提鈦尾渣與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為100：3.5，提鈦尾渣與水的質(zhì)量比為100：20)，然后置于耐高溫反應(yīng)器中，放入馬弗爐中，在通入空氣條件下，在600℃下煅燒120min，取出冷卻后，測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。實施例3將提鈦尾渣與硼酸水溶液混合(提鈦尾渣與硼酸的質(zhì)量比為100：1，提鈦尾渣與水的質(zhì)量比為100：30)，然后置于耐高溫反應(yīng)器中，放入馬弗爐中，在通入空氣條件下，在800℃下煅燒20min，取出冷卻后，測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。實施例4按照實施例1的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，不同的是，煅燒的溫度為1000℃。測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。實施例5按照實施例1的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，不同的是，煅燒過程中通入的氣體為空氣，而不通入含水蒸氣的空氣。測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。實施例6按照實施例1的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，不同的是，將硫化鐵粉末替換為相同粒度的氧化鋅。測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。對比例1采用多級水洗處理提鈦尾渣，按液固比2：1加水攪拌洗滌提鈦尾渣20min，過濾后再次按液固比2：1加水攪拌洗滌提鈦尾渣20min，共經(jīng)4次洗滌后，過濾得到處理后的尾渣。測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。對比例2按照實施例5的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法，不同的是，不加入硫化鐵粉末，將提鈦尾渣在通入空氣的條件下，直接煅燒。測定處理后的尾渣中氯和碳的含量和水化活性指數(shù)，結(jié)果如表2所示。表2氯，重量％碳，重量％水化活性指數(shù)，％未處理提鈦尾渣2.510115實施例10.0552.6105實施例20.0580.9105實施例30.0561.0103實施例40.050.343實施例50.092.5107實施例60.12.1105對比例10.269.5103對比例20.73.2106從以上實施例和對比例可以看出，本發(fā)明提供的提鈦尾渣脫氯脫碳的方法工藝簡單、流程短且脫氯脫碳效果好。從實施例1與對比例1的數(shù)據(jù)可以看出，采用現(xiàn)有水洗方法不能夠?qū)⒙群吞加行摮瑥膶嵤├?與對比例2的數(shù)據(jù)可以看出，不添加脫氯劑也不能將氯和碳有效脫除，從實施例1與實施例5的數(shù)據(jù)可以看出，在煅燒過程中通入含有水蒸氣的空氣更利于氯的脫除。本發(fā)明提供的方法在優(yōu)選情況下，能夠?qū)⒙群拷档椭?.06％以下，同時游離碳含量降低至1％以下，實現(xiàn)提鈦尾渣作為礦渣微粉使用的目的。以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當前第1頁1 2 3