攀鋼高鈦型高爐渣有價(jià)組分的提取與綜合利用分析

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1、西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第l頁1緒論高鈦型高爐渣是我國攀西地區(qū)特有的二次資源，釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦處理，原礦中約有一半的Ti02進(jìn)入鐵精礦，鐵精礦經(jīng)燒結(jié)和高爐冶煉，在提取金屬鐵的同時(shí)，形成了富含有價(jià)組分的高鈦型高爐渣?。在被譽(yù)為“釩鈦之都”的攀枝花市，這種被普遍視為“固體廢棄物”的高爐渣因富含鈦資源，而被作為重要戰(zhàn)略資源保存下來。由于技術(shù)的限制而沒有得到有效的利用【2】，目前高鈦型高爐渣堆積量已超過6000萬噸，且以每年380萬噸的速度增長，不僅占用大量土地，污染環(huán)境，而且對金沙江流域的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅【3】。因此，高鈦型高爐渣具備固體廢物和戰(zhàn)略資源的雙重屬性。為了實(shí)現(xiàn)高鈦型

2、高爐渣的綜合利用，自上世紀(jì)70年代，國內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位進(jìn)行了大量的研究，取得了一些成果，但多數(shù)因技術(shù)不過關(guān)、產(chǎn)能和綜合回收率低、造成二次環(huán)境污染等原因而未能實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。高鈦型高爐渣中有價(jià)組分的提取及綜合利用問題一直沒有得到很好的解決。因此，為保護(hù)環(huán)境，合理開發(fā)礦物資源，探索一種合理有效的工藝和途徑。對該寶貴資源中鈦、鎂、鋁等有價(jià)組分的提取及其綜合利用進(jìn)行研究非常必要。高鈦型高爐渣的高效利用不僅能合理開發(fā)利用礦物資源，而且能達(dá)到固體廢棄物處理的目的，有效解決困擾人們已久的環(huán)保問題，從而對實(shí)現(xiàn)攀西地區(qū)可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域性循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要的戰(zhàn)略意義。本文以攀鋼高鈦型高

3、爐渣為原料，對其工藝礦物學(xué)特征進(jìn)行研究，揭示其資源屬性?；诖?，提出“先富集鈦、再提取鈦”的研究思路，采用“弱磁選除鐵．硫化焙燒、水浸提取鋁和鎂．酸浸提鈦”工藝對高鈦型高爐渣進(jìn)行處理，確定了各處理階段的最佳工藝條件，揭示了高鈦型高爐渣硫化焙燒機(jī)理和富鈦產(chǎn)物的酸解反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)了高鈦型高爐渣中鐵、鋁、鎂、鈦等多種有機(jī)組分的提取和分離，并制備了相應(yīng)的化工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了高鈦型高爐渣的資源化利用。并對高鈦型高爐渣的資源化利用、工藝技術(shù)可行性及環(huán)境效益等方面進(jìn)行了綜合評價(jià)研究。西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2頁1．1選題依據(jù)及意義我國攀西地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的釩鈦磁鐵礦資源，其中鈦約占全國總儲(chǔ)

4、量的90．54％【4J。釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦、燒結(jié)和高爐冶煉提取其中的鐵組分，同時(shí)形成了高鈦型高爐渣，其中含Ti02超過20嘣引。大量的高鈦型高爐渣堆積如山，對周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，同時(shí)還可能成為引發(fā)重大自然災(zāi)害的隱患，最主要的是目前對于這種二次資源的處理和利用方式均較為粗放，使得其中的有價(jià)組分一直未能得到很好的回收和利用【2J。廣大科研工作者針對其綜合利用開展了大量的基礎(chǔ)研究，形成了技術(shù)路線多元化、產(chǎn)品多樣化的綜合利用模式。但在推廣應(yīng)用時(shí)，或經(jīng)濟(jì)效益差、或能耗成本高，或處理量有限等原因而使其無法投入大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，因此，如何實(shí)現(xiàn)高鈦型高爐渣的高效綜合利用仍是一個(gè)亟待解決的難題。

5、基于高鈦型高爐渣工藝礦物學(xué)特征的研究，揭示了其資源屬性，提出“先富集鈦，再提取鈦”的思路，在富集鈦組分的過程中，采用濕式磁選的方法回收其中的鐵礦物，再通過硫化焙燒．水浸工藝提取其中的鋁和鎂等有價(jià)組分，實(shí)現(xiàn)鈦的富集后得到高鈦型高爐渣富鈦產(chǎn)物，最后采用硫酸酸浸法對其中的鈦組分進(jìn)行提取。通過該工藝可實(shí)現(xiàn)高鈦型高爐渣中多種有價(jià)組分的提取，制備出系列具有高附加值的化工產(chǎn)品。研究意義主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)保護(hù)環(huán)境，變廢為寶高鈦型高爐渣具有固體廢物和戰(zhàn)略資源的雙重屬性，大量堆積造成了其中有價(jià)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)對周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，特別對金沙江水域環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅，甚至還有可

6、能引發(fā)嚴(yán)重的自然災(zāi)害。因此，探索一條有效的資源化利用途徑，在保護(hù)和改善渣場周邊環(huán)境，消除自然災(zāi)害的隱患的同時(shí)，又可以達(dá)到變廢為寶的目的。(2)為高鈦型高爐渣的資源化利用提供新的途徑，促進(jìn)礦物資源的合理開發(fā)采用“弱磁選除鐵．硫化焙燒、水浸提取鋁和鎂．酸浸提鈦”工藝處理高鈦型高爐渣，注重其中Fe、A1、Mg、Ti等多種有價(jià)組分的提取和回收，制備系列具有高附加值的化工產(chǎn)品。既可以實(shí)現(xiàn)資源的高效利用、提高生產(chǎn)效率，又可改進(jìn)生產(chǎn)工藝，在提高有價(jià)組分回收率的同時(shí)，也為攀西地區(qū)高鈦型高爐渣的資源化利用提供了一種新的途西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁徑。另外，在礦物資源日趨枯竭的形式下，對

7、該特殊礦物資源的資源化利用進(jìn)行研究在某種程度上可促進(jìn)礦物資源的合理開發(fā)。西南科技大學(xué)固體廢物處理與資源化省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為本課題的研究提供了大力資助和很好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。1．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀根據(jù)含鈦高爐渣中Ti02含量的多少可將其劃分為三類[6-8]，分別為低鈦型(Ti02含量<10％)、中鈦型(10％≤Ti02含量<20％)和高鈦型(Ti02含量三20％)。針對不同類型的含鈦高爐渣，其綜合利用方式也存在較大差異。高鈦型高爐渣與普通高爐渣相比，在化學(xué)成分組成、礦物相組成和有價(jià)元素賦存狀態(tài)