Способ извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата


 


Владельцы патента RU 2578876:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) (RU)

Изобретение относится к способу извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата. Способ включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов. Затем проводят осаждение металлов (Me) из полученного сернокислотного раствора оксидом и (или) гидроксидом магния в виде Ме(ОН)n, с использованием гидроксида натрия NaOH для регенерации гидроксида магния и его оборота, применением гидроксида кальция для регенерации гидроксида натрия, его оборота и синтеза гипса, выпадающего в осадок. Извлечение титана из сернокислотного раствора осуществляют в виде осадка оксигидроксида титана TiO(OH)2, получаемого при реакции сульфатов титана с оксидом и/или гидроксидом магния при pH от 0 до 2,0 при стехиометрическом отношении вода:серная кислота = 1:1,63 для достижения максимальной температуры раствора 125°C и максимального теплового эффекта 84 кДж/моль. Техническим результатом является снижение затрат на энергоносители и интенсификация процесса извлечения титана из шлаков разного состава. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам извлечения титана из минерального сырья и может быть использовано при переработке шлака, получаемого, например, при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата Качканарской обогатительной фабрики (Гусевогорское месторождение, Северный Урал).

Известный способ извлечения титана в виде ильменитового концентрата из ильменит - магнетитовой руды Кусинского месторождения (массовая доля железа (βFe)~52,3, титана (βTi)~7,82%) включает магнитную сепарацию руды с получением железо-ванадиевого концентрата и немагнитных ильменитсодержащих хвостов. Хвосты и промпродукт магнитной сепарации объединяют и флотируют с получением сульфидного концентрата и титанового промпродукта, из которого флотацией извлекают ильменитовый концентрат для производства металлического титана, титанового пигмента и др. титансодержащих продуктов [1].

Известен способ извлечения титана из шлака, включающий обжиг и выщелачивание титана раствором соляной кислоты [2]. Использование предварительного обжига шлака сопровождается расходом энергии, а применение соляной кислоты приводит к образованию, например, водорастворимого хлористого кальция, очистка от которого титансодержащего раствора приводит к повышению расхода химических реагентов и энергии.

При переработке титаномагнетитовых руд Качканарского и др. месторождений

Урала титан не извлекается в самостоятельные продукты, а теряется с отходами производства. Из титансодержащего железного концентрата (βFe и βTi в концентрате ~ 62 и 1,6%), получаемого магнитной сепарацией из качканарских руд (βFe и βTi в руде ~ 16 и 0,7%), выплавляют чугун в доменной печи, а конвертерным дуплекс-процессом из чугуна получают сталь и шлак, который по содержанию титана (βTi в шлаке 4,62÷5,4%) приближается к рудам [3].

Предлагаемый способ извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата, включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов (Me) из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов, осаждение Me из полученного сернокислотного раствора оксидом и(или) гидроксидом магния в виде Ме(ОН)n, использование гидроксида натрия NaOH для регенерации гидроксида магния и его оборота, применение гидроксида кальция для регенерации гидроксида натрия, его оборота и синтеза гипса, извлечение титана из сернокислотного раствора осуществляют в виде осадка оксигидроксида титана TiO(OH)2, получаемого при реакции сульфатов титана с оксидом и(или) гидроксидом магния при pH от 0 до 2,0 [4] и стехиометрическом отношении вода:серная кислота = 1:1,63 в сернокислотном растворе для достижения максимальной температуры раствора 125°C и теплового эффекта 84 кДж/моль, повышающих скорость реакции разложения шлака.

Извлечение титана из шлака с βTi и βV (ванадий) ~ 5,8 и 2,9% сернокислотным выщелачиванием проводят при нормальном давлении и температуре от 86 до 95°C водным раствором серной кислоты при изменении концентрации кислоты в растворе от 31 до 37% и стехиометрическом отношении шлак:кислота.

Извлечение титана из упорного шлака с βTi и βV ~ 4,6 и 12,3% сернокислотным выщелачиванием осуществляют в автоклаве, который:

1. Предварительно наполняют водой, в воду подают пульпу из измельченного шлака и серной кислоты с концентрацией от 96,5 до 100% в количестве, обеспечивающем весовое соотношение вода:кислота в автоклаве от 1:1,62 до 1:1,64;

2. Герметизируют автоклав и выщелачивают титан из шлака в автогенном режиме.

Источники информации

1. Полькин С.И. Флотация руд редких металлов и олова. - М.: Государственное научно-техническое издательство по горному делу. - 1960. - С. 447-452.

2. SU 1414782 А1, МПК C01G 23/047, опубл. 07.08.1988.

3. Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А., Дерябин А.А. Перспективы переработки Чинейских титаномагнетитов. - Екатеринбург: Средн. - Урал. кн. изд-во. 1999. - 368 с.

4. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1979. - 480 с.

1. Способ извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата, включающий измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов, осаждение металлов (Me) из полученного сернокислотного раствора оксидом и(или) гидроксидом магния в виде Ме(ОН)n, использование гидроксида натрия NaOH для регенерации гидроксида магния и его оборота, применение гидроксида кальция для регенерации гидроксида натрия, его оборота и синтеза гипса, выпадающего в осадок, при этом извлечение титана из сернокислотного раствора осуществляют в виде осадка оксигидроксида титана TiO(OH)2, получаемого при реакции сульфатов титана с оксидом и/или гидроксидом магния при pH от 0 до 2,0 при стехиометрическом отношении вода:серная кислота = 1:1,63, обеспечивающем достижение максимальной температуры раствора 125°C и максимального теплового эффекта 84 кДж/моль.

2. Способ по п. 1, в котором извлечение титана проводят из шлака с массовой долей титана 5,8 и ванадия 2,9%, при этом сернокислотное выщелачивание шлака осуществляют при нормальном давлении водным раствором серной кислоты при температуре от 86 до 95°C при изменении концентрации кислоты в растворе от 31 до 37% и стехиометрическом отношении шлак:кислота.

3. Способ по п. 1, в котором извлечение титана проводят из упорного шлака с массовой долей титана 4,6 и ванадия 12,3%, при этом сернокислотное выщелачивание шлака ведут в автоклаве, который предварительно наполняют водой, в воду подают пульпу из измельченного шлака и серной кислоты с концентрацией от 96,5 до 100% в количестве, обеспечивающем весовое соотношение вода:кислота в автоклаве от 1:1,62 до 1:1,64, герметизируют автоклав и осуществляют выщелачивание шлака в автогенном режиме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к переработке отвального сталеплавильного шлака. Способ включает грохочение с выделением негабаритных кусков шлака, магнитную сепарацию барабанным железоотделителем, дробление на щековой дробилке, магнитную сепарацию барабанным железоотделителем полученного после дробления продукта, дробление на центроударной дробилке и магнитную сепарацию.

Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке отвальных никельсодержащих шлаков. Способ получения ферроникеля из отвальных печных шлаков с низким до 0,02-0,03 мас.

Изобретение относится к способу обработки образующихся при производстве алюминия алюминиевых шлаков в форме съемов или алюминиевых соляных шлаков. В способе образующийся в процессе плавления алюминиевый шлак с герметизацией от окружающей атмосферы подают на расположенный в снабженном отсасывающими устройствами кожухе охладительный конвейер, первый примыкающий к подаче алюминиевого шлака участок которого продувают инертным газом, а на втором участке которого осуществляют дальнейшее охлаждение алюминиевого шлака при доступе воздуха, причем длины первого и второго участков охладительного конвейера выполняют таким образом, что на первом участке алюминиевый шлак охлаждают до температуры от 600°С до 300°С, при которой алюминиевый шлак не подвержен химическим изменениям при доступе атмосферного кислорода, и на втором участке осуществляют охлаждение до температуры, при которой охлажденный алюминиевый шлак после выхода из охладительного конвейера может передаваться далее для последующей регенерации доли алюминия в алюминиевом шлаке.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть наиболее эффективно использовано при переработке вскрытием шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы, железо, кремний и серу.
Изобретение относится к переработке шлаков при выполнении доменной плавки титаномагнетитовых концентратов. В шлаковую чашу доменной печи подают полученный в процессе доменной плавки титаномагнетитовых концентратов жидкий горячий доменный шлак, содержащий двуокись титана TiO2 и глинозем Al2O3, подают восстановитель и флюс, из полученного расплава проводят восстановление железа, титана и кремния и сливают шлак.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к переработке отвального металлургического шлака. Установка для переработки шлака содержит бункер, устройство для извлечения «коржей» и кусков шлака более 350 мм и шаровую мельницу.

Изобретение может быть использовано в металлургии. Способ переработки бериллийсодержащих отходов производства медно-бериллиевой лигатуры включает плавление с флюсом, выдержку расплава и последующее разделение продуктов плавки с получением металлической фазы и вторичного шлака.

Изобретение относится к пирометаллургической переработке меднолитейных шлаков. Готовят шихту, содержащую шлак, графитированный коксик в количестве 10% от массы шлака, медный коллектор и карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов в качестве активатора процесса восстановления при расходе медного коллектора 0,1-0,3 от массы шлака.

Изобретение относится к области извлечения цветных металлов из шлака. Устройство для сжатия горячего шлака цветного металла содержит размещенные в корпусе раму со сжимающей шлак головкой, выполненной со штоком гидроцилиндра, изложницу для сбора отжатого из шлака цветного металла и шлаковницу, выполненную в донной части с одним или несколькими сквозными дренажными отверстиями и установленную сверху на изложницу.
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки печных отвальных никелевых шлаков для получения товарного ферроникеля и литейного чугуна марок Л1-Л6.

Изобретение может быть использовано в химической, горнорудной промышленности. Восстановление железа, кремния и восстановление диоксида титана до металлического титана проводят путем генерации электромагнитных взаимодействий частиц SiO2, кремнийсодержащего газа, частиц FeTiO3 и магнитных волн.

Изобретение относится к способу алюмотермического получения титана из его тетрахлорида. Восстановление ведут во встречных турбулентных потоках с дисперсным алюминием в инертном газе.

Изобретение относится к способу обработки сырья, содержащего минерал и/или оксид/силикат металла, полученный из минерала или ассоциируемый с минералом. В способе осуществляют обработку исходного сырья при взаимодействии минерала и/или оксида/силиката металла, полученного из минерала или ассоциируемого с минералом, с кислым фтористым аммонием, имеющим общую формулу NH4F·xHF, в которой 1<х≤5.

Предложен способ получения титана восстановлением его из тетрахлорида с применением жидкого тетрахлорида и дисперсного алюминия в качестве восстановителя. Процесс проводят в температурном диапазоне от -23°C до +137°C и массовом соотношении исходных тетрахлорида титана и алюминия не менее, чем 5,27 к 1,00 при интенсивном перемешивании.

Изобретение относится к слоистой огнеупорной футеровке печи, используемой в процессе обогащения титановой руды с образованием обогащенного оксидом титана и оксидом железа жидкого шлака, к стойкому к разрушению средству в присутствии обогащенного оксидом титана и оксидом железа жидкого шлака, к способу его получения и к предварительно сформованной слоистой огнеупорной футеровке.

Изобретение относится к химической очистке тетрахлорида титана от примесей. Установка включает емкость для хранения тетрахлорида титана, группу установленных в ряд и соединенными между собой наклонными переливными трубами реакторов, сгуститель, емкость для очищенного тетрахлорида титана и кюбель для твердого остатка.

Изобретение относится к области получения металлического титана. Способ включает формирование исходной сырьевой массы в виде содержащей соединения титана водной суспензии, полученной введением в заранее заданный объем воды частиц, содержащих соединения титана.

Предложен обогащенный титаном остаток после выщелачивания ильменита соляной кислотой как сырье для получения титансодержащего пигмента при помощи сернокислотного способа.

Изобретение относится к способу получения титана. Способ включает наличие оксида титана с уровнем примесей по меньшей мере 1,0 вес.%, взятого в виде руды или рудного концентрата.
Изобретение относится к способу переработки титановых шлаков с получением концентрата диоксида титана, который может быть использован в качестве компонента обмазки сварочных электродов.

Изобретение относится к способу переработки отходов шлифования постоянных магнитов. Шлифотходы смешивают с концентрированной (не менее 92%) серной кислотой в количестве, необходимом для получения твердого агломерированного продукта.
Наверх