攀钢高钛型高炉渣有价组分的提取与综合利用分析

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第l页1绪论高钛型高炉渣是我国攀西地区特有的二次资源，钒钛磁铁矿经选矿处理，原矿中约有一半的Ti02进入铁精矿，铁精矿经烧结和高炉冶炼，在提取金属铁的同时，形成了富含有价组分的高钛型高炉渣⋯。在被誉为“钒钛之都”的攀枝花市，这种被普遍视为“固体废弃物”的高炉渣因富含钛资源，而被作为重要战略资源保存下来。由于技术的限制而没有得到有效的利用【2】，目前高钛型高炉渣堆积量已超过6000万吨，且以每年380万吨的速度增长，不仅占用大量土地，污染环境，而且对金沙江流域的生态环境构成威胁【3】。因此，高钛型高炉渣具备固体废物和战略资源的双重属性。为了实现高钛型

2、高炉渣的综合利用，自上世纪70年代，国内相关科研机构和生产单位进行了大量的研究，取得了一些成果，但多数因技术不过关、产能和综合回收率低、造成二次环境污染等原因而未能实现较大规模的产业化。高钛型高炉渣中有价组分的提取及综合利用问题一直没有得到很好的解决。因此，为保护环境，合理开发矿物资源，探索一种合理有效的工艺和途径。对该宝贵资源中钛、镁、铝等有价组分的提取及其综合利用进行研究非常必要。高钛型高炉渣的高效利用不仅能合理开发利用矿物资源，而且能达到固体废弃物处理的目的，有效解决困扰人们已久的环保问题，从而对实现攀西地区可持续发展和区域性循环经济具有重要的战略意义。本文以攀钢高钛型高

3、炉渣为原料，对其工艺矿物学特征进行研究，揭示其资源属性。基于此，提出“先富集钛、再提取钛”的研究思路，采用“弱磁选除铁．硫化焙烧、水浸提取铝和镁．酸浸提钛”工艺对高钛型高炉渣进行处理，确定了各处理阶段的最佳工艺条件，揭示了高钛型高炉渣硫化焙烧机理和富钛产物的酸解反应过程，实现了高钛型高炉渣中铁、铝、镁、钛等多种有机组分的提取和分离，并制备了相应的化工产品，实现了高钛型高炉渣的资源化利用。并对高钛型高炉渣的资源化利用、工艺技术可行性及环境效益等方面进行了综合评价研究。西南科技大学硕士研究生学位论文第2页1．1选题依据及意义我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，其中钛约占全国总储

4、量的90．54％【4J。钒钛磁铁矿经选矿、烧结和高炉冶炼提取其中的铁组分，同时形成了高钛型高炉渣，其中含Ti02超过20嘣引。大量的高钛型高炉渣堆积如山，对周边环境造成了严重污染，同时还可能成为引发重大自然灾害的隐患，最主要的是目前对于这种二次资源的处理和利用方式均较为粗放，使得其中的有价组分一直未能得到很好的回收和利用【2J。广大科研工作者针对其综合利用开展了大量的基础研究，形成了技术路线多元化、产品多样化的综合利用模式。但在推广应用时，或经济效益差、或能耗成本高，或处理量有限等原因而使其无法投入大规模工业生产，因此，如何实现高钛型高炉渣的高效综合利用仍是一个亟待解决的难题。

5、基于高钛型高炉渣工艺矿物学特征的研究，揭示了其资源属性，提出“先富集钛，再提取钛”的思路，在富集钛组分的过程中，采用湿式磁选的方法回收其中的铁矿物，再通过硫化焙烧．水浸工艺提取其中的铝和镁等有价组分，实现钛的富集后得到高钛型高炉渣富钛产物，最后采用硫酸酸浸法对其中的钛组分进行提取。通过该工艺可实现高钛型高炉渣中多种有价组分的提取，制备出系列具有高附加值的化工产品。研究意义主要体现在以下两个方面：(1)保护环境，变废为宝高钛型高炉渣具有固体废物和战略资源的双重属性，大量堆积造成了其中有价资源的严重浪费，同时对周边环境造成了严重的污染，特别对金沙江水域环境造成了严重威胁，甚至还有可

6、能引发严重的自然灾害。因此，探索一条有效的资源化利用途径，在保护和改善渣场周边环境，消除自然灾害的隐患的同时，又可以达到变废为宝的目的。(2)为高钛型高炉渣的资源化利用提供新的途径，促进矿物资源的合理开发采用“弱磁选除铁．硫化焙烧、水浸提取铝和镁．酸浸提钛”工艺处理高钛型高炉渣，注重其中Fe、A1、Mg、Ti等多种有价组分的提取和回收，制备系列具有高附加值的化工产品。既可以实现资源的高效利用、提高生产效率，又可改进生产工艺，在提高有价组分回收率的同时，也为攀西地区高钛型高炉渣的资源化利用提供了一种新的途西南科技大学硕士研究生学位论文第3页径。另外，在矿物资源日趋枯竭的形式下，对

7、该特殊矿物资源的资源化利用进行研究在某种程度上可促进矿物资源的合理开发。西南科技大学固体废物处理与资源化省部共建教育部重点实验室为本课题的研究提供了大力资助和很好的实验平台。1．2国内外研究现状根据含钛高炉渣中Ti02含量的多少可将其划分为三类[6-8]，分别为低钛型(Ti02含量<10％)、中钛型(10％≤Ti02含量<20％)和高钛型(Ti02含量三20％)。针对不同类型的含钛高炉渣，其综合利用方式也存在较大差异。高钛型高炉渣与普通高炉渣相比，在化学成分组成、矿物相组成和有价元素赋存状态