攀鋼高鈦型高爐渣有價組分的提取與綜合利用分析

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1、西南科技大學碩士研究生學位論文第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進入鐵精礦，鐵精礦經(jīng)燒結和高爐冶煉，在提取金屬鐵的同時，形成了富含有價組分的高鈦型高爐渣?。在被譽為“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。為了實現(xiàn)高鈦型

2、高爐渣的綜合利用，自上世紀70年代，國內相關科研機構和生產(chǎn)單位進行了大量的研究，取得了一些成果，但多數(shù)因技術不過關、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現(xiàn)較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。高鈦型高爐渣中有價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、鋁等有價組分的提取及其綜合利用進行研究非常必要。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，對其工藝礦物學特征進行研究，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理和富鈦產(chǎn)物的酸解反應過程，實現(xiàn)了高鈦型高爐渣中鐵、鋁、鎂、鈦等多種有機組分的提取和分離，并制備了相應的化工產(chǎn)品，實現(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、工藝技術可行性及環(huán)境效益等方面進行了綜合評價研究。西南科技大學碩士研究生學位論文第2頁1．1選題依據(jù)及意義我國攀西地區(qū)蘊藏著豐富的釩鈦磁鐵礦資源，其中鈦約占全國總儲

4、量的90．54％【4J。釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦、燒結和高爐冶煉提取其中的鐵組分，同時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)境造成了嚴重污染，同時還可能成為引發(fā)重大自然災害的隱患，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研究，形成了技術路線多元化、產(chǎn)品多樣化的綜合利用模式。但在推廣應用時，或經(jīng)濟效益差、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，如何實現(xiàn)高鈦型高爐渣的高效綜合利用仍是一個亟待解決的難題。

5、基于高鈦型高爐渣工藝礦物學特征的研究，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組分，實現(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行提取。通過該工藝可實現(xiàn)高鈦型高爐渣中多種有價組分的提取，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)在以下兩個方面：(1)保護環(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資源的嚴重浪費，同時對周邊環(huán)境造成了嚴重的污染，特別對金沙江水域環(huán)境造成了嚴重威脅，甚至還有可

6、能引發(fā)嚴重的自然災害。因此，探索一條有效的資源化利用途徑，在保護和改善渣場周邊環(huán)境，消除自然災害的隱患的同時，又可以達到變廢為寶的目的。(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。既可以實現(xiàn)資源的高效利用、提高生產(chǎn)效率，又可改進生產(chǎn)工藝，在提高有價組分回收率的同時，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碩士研究生學位論文第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行研究在某種程度上可促進礦物資源的合理開發(fā)。西南科技大學固體廢物處理與資源化省部共建教育部重點實驗室為本課題的研究提供了大力資助和很好的實驗平臺。1．2國內外研究現(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，在化學成分組成、礦物相組成和有價元素賦存狀態(tài)