CN103540751A

CN103540751A - 一种四氯化钛精制尾渣的处理方法

Info

Publication number: CN103540751A
Application number: CN201310475987.8A
Authority: CN
Inventors: 陈守均; 陈守俊
Original assignee: Panzhihua City Ren Tongfan Industry Co Ltd
Current assignee: Panzhihua City Ren Tongfan Industry Co Ltd
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明属于化工领域，具体涉及一种四氯化钛精制尾渣的处理方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种四氯化钛精制尾渣的处理方法，包括以下步骤：以四氯化钛精制尾渣为基本原料，采用氧化钙水溶液进行中和固氯处理，然后浸出氯化钙与氯化铝，经固液分离后，得到滤饼与滤液两种物质，滤液经澄清分离悬浮物后得到了澄清的水溶液，滤饼干燥即可。本发明方法完成了四氯化钛精制尾渣的绿色处理，所得滤饼可用做钒合金冶炼的原料；所得水溶液可用于溶液中磷、硅的净化处理。

Description

一种四氯化钛精制尾渣的处理方法

技术领域

本发明属于钛化工领域，具体涉及一种四氯化钛精制尾渣的处理方法。

背景技术

四氯化钛精制尾渣是氯化法生产四氯化钛过程中用铝粉精制粗四氯化钛除钒所产生的废渣，主要成分为：4%V、4.2%Fe、22.2%Al、4.5%Ti、1.5%Ca、0.5%Na、0.4%K；除了这些成分之外，该渣中含量最多的还有氯，正是由于它的存在而带来了一系列环境影响，该废渣是四氯化钛生产最典型的固体废弃物之一。

目前，该废弃物的处理几乎全部是用石灰中和法，中和后的残渣几乎都采用堆存或者填埋来进行处置，由于四氯化钛精制尾渣在堆存过程中会释放出大量的氯气，环境污染严重，同时因渣中钒含量较高，也造成了一定的资源浪费。故现在的处置方法没有从根本上解决环保问题，存在环境安全隐患。

中国发明专利ZL200710202250.3公开了一种四氯化钛精炼过程中产生的含钒泥浆的回收方法及设备，该方法分两步进行：第一步将三氯氧钒转化为二氯氧钒；第二步是将含有二氯氧钒的泥浆喷入氯化***中，喷入点的温度控制在150℃～190℃。该发明的目的只是为了更加有效地分离泥浆中的四氯化钛，没有涉及钒的回收利用、环保治理等问题。

中国发明专利ZL02132626.6公开了一种含钒的四氯化钛泥浆处理方法和设备，它是利用原氯化***的装置和热能对粗四氯化钛矿物油除钒工序中排出的含钒泥浆中的四氯化钛与含钒固体进行分离的技术，依然没有涉及到钒、环保治理等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种四氯化钛精制尾渣的处理方法。该方法以四氯化钛精制尾渣为基本原料，采用氧化钙水溶液进行中和固氯处理，经固液分离后，得到滤饼与滤液两种物质，滤液经澄清分离悬浮物后得到了澄清的水溶液，从而完成了四氯化钛精制尾渣的绿色化处理。

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种四氯化钛精制尾渣的处理方法。该方法包括以下步骤：

a、中和：将生石灰粉、水、四氯化钛精制尾渣混合，控制搅拌转速为300r/min～600r/min，搅拌时间为20min～60min，控制pH值为8～10，得到含钙渣浆；

b、分离：分离含钙渣浆，得到滤饼与滤液；

c、后处理：将步骤b所得的滤液澄清后去掉悬浮物，得到澄清的水溶液即可。

具体的，上述处理方法，所述的四氯化钛精制尾渣是指氯化法生产的粗四氯化钛采用金属铝进行精制，然后蒸发浓缩回收四氯化钛后的固体物，既可以是滤饼，也可以是浓缩后的泥浆。

优选的，上述处理方法，步骤a中，所述生石灰粉中氧化钙含量在75%wt以上，生石灰粉粒度不超过0.1mm。

优选的，上述处理方法，步骤a中，所述含钙浆渣pH值为9。

优选的，上述处理方法，步骤a中，按质量比计，水︰尾渣=1～4︰1。

进一步，优选的，上述处理方法，步骤a中，按质量比计，水︰尾渣=1～3︰1。

优选地，上述处理方法，步骤a中，所述搅拌时间为30min～40min。

优选地，上述处理方法，步骤a中，所述搅拌转速为350r/min～450r/min。

本发明所要解决的第二个问题是提供由上述处理方法所制备得到的滤饼。

本发明同时提供了上述滤饼作为钒合金冶炼原料的用途。

本发明所要解决的第三个问题是提供由上述处理方法步骤c中所制备得到的水溶液。

本发明同时提供了上述水溶液作为磷、硅复合净化剂的用途。

本发明的四氯化钛精制尾渣处理方法，从根本上解决了四氯化钛精制尾渣的环境安全隐患，最大限度地实现了四氯化钛精制尾渣的资源化利用，具有较好的环境效益与经济效益；并且该方法生产工艺简单，元素回收率高，生产成本低，没有新的三废产出，属于绿色处理工艺；并且处理完成后所得滤饼可以用作钒合金冶炼原料，所得澄清的水溶液可以作为磷、硅复合净化剂，具有较好的经济效益。

具体实施方式

一种四氯化钛精制尾渣处理方法，包括以下步骤：

b、分离：分离含钙渣浆，得到滤饼与滤液；

处理过程中，分离得到的滤饼可采用水洗涤，洗涤后的滤饼干燥即可，所得洗涤液可混合到滤液中；滤液中的悬浮物也可混合到滤饼中，从而使原料更充分地利用。

本发明所述的四氯化钛精制尾渣是指氯化法生产的粗四氯化钛采用金属铝进行精制，然后蒸发浓缩回收四氯化钛后的固体物，既可以是滤饼，也可以是浓缩后的泥浆。经过研究发现，采用生石灰为原料来中和精制尾渣，不仅效果好，而且操作方便；同时发现，生石灰中氧化钙的含量在75wt%以上即可，氧化钙含量低的也可，只是加入量要大，不方便操作。

实际上氧化钙中和四氯化钛精制尾渣在无水的条件下也是可以进行反应的，只是因为反应的均匀性较差、腐蚀性更突出、氯的逃逸会更多，对环保的影响就会表现出来，除此之外，无水反应得到的是固体的混合物，水溶性的氯化铝、氯化钙不能与固体残渣分离，不能进行资源化利用，依然会成为环境负担，所以，本发明优选采用在有水的条件下进行反应。同时，氧化钙中和四氯化钛精制尾渣的操作既可以在四氯化钛生产区域进行，也可以异地进行；考虑到对环境的影响，氧化钙中和尾渣的操作选择在四氯化钛生产区域进行为佳。

本发明控制pH的目的有两个，第一是为了固氯，避免氯逃逸而污染环境；第二是中和氯，让整个溶体处于温和状态，避免严重的腐蚀等问题；将pH控制在8～10，一方面是为了充分固氯，另一方面避免造成生石灰用量过量而浪费。本发明通过精制尾渣和生石灰的比例来调节pH值，可根据实际操作加入精制尾渣和生石灰，只需要保证将pH控制在8～10即可。

本发明通过添加水来控制最后澄清水溶液中氯化钙、氯化铝的浓度，可根据不同需要来决定加入水的多少。进一步的，为了减低溶体的粘度，可将水与尾渣质量比控制在1～4︰1，优选为1～3︰1，本发明方法可以一次性加入水，也可以分两次加入水，无论是哪种情况，最终将pH控制在所要控制的酸碱值即可。

此四氯化钛精制尾渣的处理方法，通过选择上述合适的pH值、反应时间和搅拌强度不仅经济地保证反应进行的完全、充分，并且具有从根本上解决该尾渣的安全隐患、最大限度地实现了资源化利用，具有较好的环境效益与经济效益，此方法生产工艺简单、元素收率高、生产成本低。该方法是目前处理四氯化钛精制尾渣比较适用的方法。

本发明方法中，分离含钙渣浆的方法很多，可以采用常规的抽滤（吸滤）、压滤等等成熟的工艺。

本发明所得到的滤饼中含有元素钒，可用作钒合金冶炼原料；所得澄清水溶液可用于湿法冶金工业中用作磷、硅净化剂，特别适用于氧化钒生产过程中用作钒酸钠溶液的净化除磷、除硅。

本发明方法中未特别说明的，所述的含量均为质量分数。

实施例1

取四氯化钛精制尾渣100kg，经检测，其主要元素含量为：4%V、4.2%Fe、9.7%Al、4.5%Ti、1.5%Ca；将生石灰破碎至粒度不超过0.1mm，分析其中的氧化钙含量为85.12%。在中和池中加80℃清水150kg、缓慢加入生石灰25kg，在搅拌转速300r/min的条件下搅拌反应40min，测得溶液的pH值为8.35，将料浆打入板框压滤机中压滤，得到滤饼与滤液，湿滤饼重28kg，滤液重243kg，滤液继续澄清24h后打入抽滤槽中抽滤，得到澄清水溶液238kg，取澄清水溶液分析，氯化钙含量为17.2%，氯化铝含量为18.7%。

实施例2

取四氯化钛精制尾渣100kg，经检测，其主要元素含量为：4%V、4.2%Fe、9.7%Al、4.5%Ti、1.5%Ca；将生石灰破碎研磨至粒度不超过0.1mm，分析其中的氧化钙含量为85.12%。在中和池中加60℃清水200kg、缓慢加入生石灰27kg，在搅拌转速400r/min的条件下搅拌反应60min，测得溶液的pH值为8.75，将料浆打入板框压滤机中压滤，得到滤饼与滤液，湿滤饼重30.5kg，滤液重287kg，滤液继续澄清24h后打入抽滤槽中抽滤，得到澄清水溶液278kg，取澄清水溶液分析，氯化钙含量为14.7%，氯化铝含量为15.8%。

实施例3

取四氯化钛精制尾渣100kg，经检测，其主要元素含量为：4%V、4.2%Fe、9.7%Al、4.5%Ti、1.5%Ca；将生石灰破碎研磨至粒度不超过0.1mm，分析其中的氧化钙含量为85.12%。在中和池中加40℃清水400kg、缓慢加入生石灰30kg，在搅拌转速600r/min的条件下搅拌反应20min，测得溶液的pH值为9.15，将料浆打入板框压滤机中压滤，得到滤饼与滤液，湿滤饼重34.5kg，滤液重479kg，滤液继续澄清24h后打入抽滤槽中抽滤，得到澄清水溶液458kg，取澄清水溶液分析，氯化钙含量为10.6%，氯化铝含量为11.4%。

Claims

1.一种四氯化钛精制尾渣的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

b、分离：分离含钙渣浆，得到滤饼与滤液；

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述的四氯化钛精制尾渣是指氯化法生产的粗四氯化钛采用金属铝进行精制，然后蒸发浓缩回收四氯化钛后的固体物，既可以是滤饼，也可以是浓缩后的泥浆。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤a中，生石灰粉中氧化钙含量在75wt%以上，生石灰粉粒度不超过0.1mm。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤a中，所述含钙浆渣pH值为9。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤a中，按质量比计，水︰尾渣=1～4︰1。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤a中，所述搅拌转速350r/min～450r/min，所述搅拌时间为30min～40min。

7.由权利要求1～6任一项处理方法所制备得到的滤饼。

8.权利要求7所述滤饼作为钒合金冶炼原料的用途。

9.由权利要求1～6任一项处理方法步骤c中所制备得到的澄清水溶液。

10.权利要求9所述澄清水溶液作为磷、硅复合净化剂的用途。