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.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВАНАДИЯ, ИЗ ШЛАКА | 2010 |
|
RU2453619C2 |
| СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КРАСНОГО ШЛАМА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА | 2003 |
|
RU2245371C2 |
| Способ переработки комплексного ванадий-, магний-, марганецсодержащего сырья | 2015 |
|
RU2618591C2 |
| СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА | 2009 |
|
RU2410449C1 |
| СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА | 2009 |
|
RU2394926C1 |
| СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕЙКОКСЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА | 1995 |
|
RU2090509C1 |
| СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ РУДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА, ТИТАНА И ВАНАДИЯ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2006 |
|
RU2350670C2 |
| СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ | 1997 |
|
RU2117707C1 |
| СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ КОМПЛЕКСНЫХ РУД | 2011 |
|
RU2460813C1 |
| СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ ТИТАНОВАНАДИЕВЫХ ШЛАКОВ | 2008 |
|
RU2365649C1 |
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.
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.
