Ⅰ 鈦渣處理過程
釩鈦磁鐵礦中的鈧資源及其提取
我國釩鈦磁鐵礦床分布廣泛,儲量豐富,儲量和開采量居全國鐵礦的第三位,已探明儲量98.3億t,遠景儲量達300億噸以上[1],主要分布在四川攀枝花—西昌地區、河北承德地區、陝西漢中地區、湖北鄖陽、襄陽地區、廣東興寧及山西代縣等地區。其中,攀枝花—西昌地區是我國釩鈦磁鐵礦的主要成礦帶,也是世界上同類礦床的重要產區之一,南北長約300km,已探明大型、特大型礦床7處,中型礦床6處。原礦及選礦產品的化學成分見表1、表2。
表1 四川攀枝花釩鈦磁鐵礦化學成分[2]
化學成分
Fe
TiO2
V2O5
Co
Ni
S
P
百分含量(%)
30.55
10.42
0.30
0.017
0.014
0.64
0.013
表2 四川攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦產品化學成分(%)[2]
Fe
TiO2
V2O5
Co
Ni
Al2O3
SiO2
CaO
MgO
S
P
鐵釩精礦
51.56
12.73
0.564
0.020
0.013
4.69
4.64
1.57
3.91
0.53
0.004
鈦精礦
31.56
47.53
0.68
0.016
0.006
1.16
2.78
1.20
4.48
0.25
0.01
硫鈷精礦
49.01
1.62
0.282
0.258
0.192
1.40
5.42
1.69
2.16
36.61
0.019
原礦中鈧主要分布於鈦普通輝石、鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中,在選礦產品中的分布隨前兩種礦物的含量而變化,鈧在其中以類質同象形式賦存[3]。在鈦普通輝石中,Sc3+以異價類質同象方式置換Fe2+與Mg2+,電價平衡依靠Fe3+、Al3+替代Si4+實現。置換關系式為
Sc3+ + Al3+ →(Fe2+,Mg2+)+ Si4+
鈦鐵礦中鈧的類質同象置換關系式為
Sc3+ +(Fe3+ + Al3+)→(Fe2+,Mg2+)+ Ti4+
鈦磁鐵礦中鈧的賦存主要與其中的鈦鐵礦、鈦鐵晶石熔出物有關。
選礦產品中最富含鈧的是電選尾礦,含Sc2O3達77ppm,其次為鐵精礦和重選尾礦,含Sc2O3分別為63ppm和51.4ppm[4]。從這幾種原料中提取鈧的常規方法概述如下。
1) 電選尾礦及重選尾礦
鈧主要富存於鈦普通輝石中。關於輝石中鈧的回收,目前大致有兩種方法:
酸法處理——用硫酸分解,加熱攪拌4~5h,直至完全排除SO2蒸汽;或用鹽酸(HCl+NaF)分解,溫度80~100℃,處理4~5h。
鹼法處理——將礦物分別與NaHSO4和NaOH一起熔融1h,溫度500~600℃。將鹼熔法所得水合物過濾並沉澱除鹼,然後在鹽酸中加熱溶解。用氨從溶液中沉澱水合物,過濾並煅燒成氧化物。
2) 鈦精礦
鈧在鈦精礦電爐冶煉過程中,主要富集在高鈦渣中,高鈦渣進一步在沸騰爐內進行高溫氯化生產四氯化鈦時,大部分鈧被氯化成ScCl3揮發進入煙塵,冷卻後被收塵器收集,Sc2O3含量可達736ppm[5]。
3) 鐵精礦
鐵精礦中鈧的品位為Sc2O3 20ppm,鈧在燒結、煉鋼過程中的走向是主要富集在煉鐵高爐渣中,可以考慮從中回收。蘇聯50年代就開始了這方面的研究,採用鹼—碳酸鹽法從高爐渣中回收鈧。即用硫酸分解爐渣,然後進行鹼化處理析出氫氧化物,再用碳酸鹽處理製取鈧精礦,最後用硫代硫酸鹽萃取和草酸鹽沉澱,煅燒草酸鹽而獲得Sc2O3。
八十年代,隨著世界市場鈧價格的狂漲,國內掀起了分離鈧的研究熱潮,提取主要集中於含鈦原料——生產鈦白粉的硫酸廢液、鈦生產過程中的氯化煙塵以及選鈦尾礦。國內生產單位有上海東升鈦白粉廠、廣西平桂礦務局、湖南稀土金屬材料研究所、江西贛州鈷冶煉廠、廣州鈦白粉廠等。進入九十年代以後,由於前蘇聯國家大量出售其過去的存貨以及國內的過度生產,世界鈧市場呈現供過於求,鈧的價格大幅度降低,直接影響了鈧的生產。從含鈦原料中提取鈧的研究及生產狀況介紹如下。
(1)從鈦白廢酸中提取鈧
硫酸法從鈦鐵礦生產鈦白粉時,水解酸性廢液中含鈧量約占鈦鐵礦中總含量的80%[6]。我國生產的氧化鈧,絕大部分來自鈦白粉廠。上海東升鈦白粉廠和上海躍龍化工廠以及廣州鈦白粉廠等都建立了氧化鈧生產線。杭州硫酸廠投產了一套年產30kg氧化鈧的工業裝置,形成了「連續萃取—12級逆流洗鈦—化學精製」三級提鈧工藝路線,產品含量穩定在98~99%[7]。上海躍龍化工廠採用P204-TBP-煤油協同萃取初期富集鈧,NaOH反萃,鹽酸溶解,再經55-62%TBP(或P350)萃淋樹脂萃取色譜分離凈化鈧,最後經草酸精製得純度大於99.9%的Sc2O3,整個方法鈧的收率大於70%[8]。
前蘇聯以0.4M P204自鈦白母液中提取鈧,O/A=1/100時鈧差不多能完全同鈦、鐵、鈣等雜質分離,用固體NaF反萃鈧,再用3%H2SO4溶解,擴大試驗鈧的收率為85~90%。楊健等[6]在用P204-TBP從鈦白母液中提鈧時,先加入抑制劑,抑制P204對鐵、鈦的萃取,而後用混酸及硫酸洗滌萃取有機相,使有機相中TiO2含量降至0.1mg/l,Fe含量降至0.5mg/l。馮彥琳等人[9]以P507-N7301-煤油混合萃取劑提鈧,萃取率達95%以上,二次草酸沉澱Sc2O3產品純度達99%以上。聶利等人[10]採用兩段提鈧,第一段採用P507-癸醇-煤油萃取,第二段用P5709-TBP-煤油萃取,鈧濃縮50倍多。劉慧中[11]先用N1923選擇性萃鈧,而後再加TBP萃鈧進一步除雜,兩段鈧總共濃縮了50多倍,草酸精製後Sc2O3純度為99%,回收率為84%。此外離子交換法[12]、乳狀液膜法[13]也已用於鈦白廢液提鈧。
(2)從氯化煙塵中提取鈧
在鈦鐵礦進行電弧爐熔煉高鈦渣時,由於Sc2O3與鈮、鈾、釩等氧化物一樣生成熱高、故很穩定,不會被還原而留在高鈦渣中。將此高鈦渣進行高溫氯化生產TiCl4時,鈧在氯化煙塵中被富集。撫順鋁廠五一分廠建成的生產線年生產氧化鈧20~30kg。柯家駿等[14]查明鈧在氯化煙塵中含量可達0.03~0.12%,主要形式是ScCl3;並研究了濕法冶金提取Sc2O3的流程,包括水浸、TBP煤油溶液萃取、草酸沉澱凈化及灼燒等單元操作,先後進行了小型和擴大試驗,得到純度99.5%的Sc2O3產品;從氯化煙塵到產品,鈧回收率為60%。謝麗娜[15,16]採用低濃度的烷基膦(磷)酸(P507,P204)在小相比下,直接從存在大量Fe3+ 的浸出液中萃取鈧。採用乙醇為助反萃劑,可在室溫下反萃鈧;並使用0.4%HF洗鋯使鈧鋯分離系數達βSc/Zr=1893。楊智發等人[17]採用P5709-N235-煤油萃取鈧,5MHCl 60℃反萃,可使Sc3+與Fe3+、Fe2+、Ti3+、Al3+、Mn2+、Ca2+等完全分離,較好解決了Sc3+/Fe3+分離及分相慢等問題。何錦林等人[18,19]從氯化煙塵中提鈧時,採用P204萃取分離鐵錳,NaOH反萃,鈧富集83倍;化學精製採用鹽酸溶解,TBP-濃鹽酸萃取鈧分離RE和Dowex50W-X8交換樹脂吸附鈧,得到Sc純度>99.5%,實收率>56%。孫本良等人[20,21]以一種有機多元弱酸沉澱劑沉澱氯化煙塵鹽酸浸出液中的鈧,經兩次沉澱、兩次酸解後,浸出液中的鐵錳去除率達99.8%以上,鈧的沉澱率可達100%;繼而採用P204+改質劑+磺化煤油為萃取劑,O/A=1/20,室溫下萃取鈧,DSc達139,鈧與鐵、錳的分離系數分別達到9270和10700;5%NaOH反萃鈧,反萃率達99.6%。林維明等[22]採用苄基化氧萃取鈧,鈧的收率為98.3%。
(3)從選鈦尾礦中提取鈧
攀枝花已建成設計規模1350萬t/a的選礦廠,年產鐵精礦588.3萬噸,年產的尾礦達745.53萬噸,亟待綜合利用。張宗華[23]在「八五」攻關「攀枝花釩鈦磁鐵礦綜合提鈧試驗研究」時檢測當時鐵選廠原礦含鈧27.00g/t。按設計規模計算,每年從處理礦石中回收鈧364.25t,其價值為244.25億元。他們以含鈧 63g/t選鈦尾礦為原料,採用預處理磁選或加劑處理電選的工藝,可分選出尾礦中的鈦輝石、長石,含鈧分別為114g/t、121g/t;採用加助溶劑鹽酸浸出鈧,浸出率可達93.64%;採用鹼熔合水解鹽酸浸出鈧,浸出率可達97.90%;用TBP萃取鈧,萃取率可達98.90%;用水反萃,反萃取率為98.00%;再用草酸精製可得到品位為99.95%的Sc2O3產品,其市價為3.6萬元/kg。由於價格較貴,市場容量小,至今未建廠生產。
小結:
綜上所述,鈦白母液中的鈧呈離子態,提取工藝簡單,故早期氧化鈧的生產多以此為原料;但其中鈧的含量低(10~25ppm),且受鈦白粉生產的制約(年產1000t鈦白粉可回收幾十公斤氧化鈧)。氯化煙塵中的鈧以ScCl3形式存在,回收難度也不大,問題是氯化煙塵的資源是否充足;假設其中的氧化鈧含量平均為500ppm,若要得到50kg氧化鈧產品,至少要處理100t氯化煙塵,處理量是相當大的。鈦尾礦中鈧主要賦存在(Ca、Mg、Al、Ti)Si2O6硅酸鹽結構的輝石中,尾礦的分解是難點,往往要經過酸化或鹼化高溫(~1000℃)熔融;但尾礦產出量很大,伴隨采出的鈧的絕對量相當可觀,為鈧的生產提供了充足的原料;不過,處理尾礦還必須兼顧其它資源的綜合利用。
Ⅱ 不銹鋼粉末燒結過濾器過濾有機溶劑時(氯化銨雜質為主),金屬燒結濾管易堵難以反吹再生求解
建議以下思路解決。
一、對過濾器內部不銹鋼燒結濾芯進行孔徑測試,確定濾元最大孔徑和最小孔徑值,以及孔徑分布情況。然後結合固形物雜質顆粒粒徑情況,確認金屬燒結濾芯的精度選擇是否正確。檢測孔徑目的是避免很多不規范廠家其濾芯標示精度值,與產品實際檢測結果根本不相符,進行排除。
二、對顆固形顆粒物雜質做粒徑分析,確定雜質的粒徑分布情況。對濾元精度選擇適是否恰當提供支持和驗證。
三、過濾器內部反沖洗設計進行分析驗證排除。假如當過濾器面積較大時,我們以10平米為例,經計算需配置不銹鋼粉末燒結濾芯50隻,此時應採用四組獨立反吹管路較為合理。目的是保證濾芯反沖洗時具有足夠壓力值,以及反沖洗過程中的負載平均。相反如果此時僅採用一隻總管進行反吹洗設計,那麼就顯然存在弊端,這點也要進行排除。
四、對原有不銹鋼濾芯進行破壞性試驗,確定其燒結工藝為均質結構還是漸進式非對稱結構。如果不銹鋼技術濾芯孔徑選擇偏大,且燒結工藝又為均質結構,很容易造成雜質污堵進入濾元內孔道,而濾元壁厚通常為3mm左右,且孔道呈為不規則結構,必將導致雜質污堵無法常規清洗。難以避免!對於這類情況,Bolinstry建議需拆卸後用蒸汽進行強力反吹。但這種操作辦法影響連續生產,勞動量大,無法做法常態化生產方式。
五、根據以上思考排除後。結合氯化銨雜質物理特性。Bolinstry建議解決辦法,由於氯化銨無機鹽顆粒具有粒徑小、高粘度等特點,極易滲透進入均質粉末燒結濾芯內部孔道,故該過濾工藝首先應選擇漸進式結構非對稱濾元,該濾元外表面為過濾層且緻密,往內為支承層呈過渡形疏鬆,過濾時無機鹽雜質大部分被攔截在過濾層外表面,而不會滲入內部孔道。然後計算工藝處理量以及固含量,確定過濾面積是否滿足並有一定裕量方可。再對過濾器反吹管路系統驗證是否存在弊端諸如反吹洗壓力值分散不夠且不均勻等。到此可徹底解決樓主所提問題。
Ⅲ 鈦濾芯的詳細介紹
鈦過濾芯是採用金屬鈦粉為原料,經過粉末分級、成型、燒結、機械焊接加工等內工藝過程製成的一種容新型高效多孔過濾材料,因其孔隙和過濾精度可以在相當寬的范圍內進行調整,被廣泛應用於自潤滑、過濾、分離、催化、滅焰、熱交換、熱電子發生和氣體分布等領域。
主要用途:用於氣體、液體的過濾及氣體分布等。 過濾精度:0.22~50μm 直徑:30~80mm 長度:100~1000mm(特殊規格可定做) 本產品具有耐腐蝕,耐高溫,強度大,過濾精度容易保證,易再生等優異性能;鈦濾芯是由鈦粉經成形、高溫燒結而成,故表面顆粒不易脫落;在空氣中的使用溫度可達500~600℃;適用於各種腐蝕性介質的過濾,例如:鹽酸、硫酸、氫氧化物、海水、王水及鐵、銅、鈉等氯化物溶液的過濾。它具有優良的機械性能,可進行切割、焊接等機加工,耐壓強度大,內壓破壞強度最高達2MPa以上;其過濾精度容易保證,即使在高溫高壓下工作,孔徑也不會發生變形。其孔隙率可達35~45%,孔徑分布均勻,納污量大,而且再生方法簡單,再生後可重復使用。
Ⅳ 鈦棒過濾器的介紹
鈦棒過濾器使用的是鈦粉末燒結濾芯,一般用於粗濾或中間過濾。此濾芯具有精度高,耐高溫,耐腐蝕,機械強度高等優點,在醫葯行業廣泛應用,外殼材料為316L或304不銹鋼。符合GMP標准。
Ⅳ 請問19芯鈦棒過濾器在過濾前後需要做起泡點測試嗎
鈦棒濾芯的功能不是除菌過濾,不必進行完整性測試。鈦棒是燒結的,不是「膜」結構。膜結構濾芯才有起跑點,燒結的沒有。
Ⅵ 鈦棒過濾器如何檢驗完好性
過濾精度高,可將0.2微米以上的顆粒一次性濾除;對過濾溶液,吸附劑和催回化劑無吸附損耗問題,不改答變工作介質的原有成分 ;佔地面積小,過濾阻力小,動力消耗低,操作簡單,勞動強度低;耐腐蝕,耐高溫(溫度280℃以下),抗氧化,適用於多種酸鹼鹽及各種有機溶劑的高溫精密過濾;過濾效率高,可壓濾可抽濾,便於在線高溫滅菌和再生,液相固相回收均可完成
Ⅶ 什麼是鈦濾芯 鈦濾芯價格
活性炭濾芯在凈水器的功能是吸收異味,所以前置是不科學的,因為可能造成吸收有機物版等等雜質而容易失去權其主要功能。凈水器的合理設計程序是:過濾雜質》軟化》活性炭過濾.》紫外線殺菌》出水。這樣的設計可以使設備發揮最大功能同時延長各道濾芯的使用壽命。
Ⅷ pp折疊濾芯和不銹鋼燒結濾芯和鈦棒濾芯的區別
pp折疊濾芯抄是超細聚丙烯纖維膜及無紡布或(絲網)內外支撐層折疊而成,濾芯外殼中心桿及端蓋採用熱熔焊接技術加工成型,不含任何膠合劑知,無泄露,無二次污染。Ⅸ 鈦棒過濾原理
鈦棒通常採用304、316L 不銹鋼材料作外殼,內部濾芯為鈦管,具有耐高溫、高壓、強酸、強鹼、耐腐蝕,濾芯可反復再生使用等特點,是採用粉末冶金方法將鈦金屬粉末未通過高溫燒結的方法加工製成的空心濾管,它廣泛地應用於食品、飲料、化工等行業的液固分離。
鈦棒選型原則:
1、進出口通徑:原則上過濾器的進出口通徑不應小於相配套的泵的進口通徑,一般與進口管路口徑一致。
2、公稱壓力:按照過濾管路可能出現的最高壓力確定過濾器的壓力等級。
3、過濾精度的選擇:主要考慮需攔截的雜質粒徑,依據介質流程工藝要求而定。
4、過濾器材質:
過濾器的材質一般選擇與所連接的工藝管道材質相同,對於不同的服役條件可考慮選擇鑄鐵、碳鋼、低合金鋼或不銹鋼材質的過濾器。
Ⅹ 一般高爐,非釩鈦鐵礦冶煉,燒結礦中鈦含量增加對高爐冶煉有什麼影響
鈦 能改善鋼的耐磨性和耐腐蝕性。但在高爐冶煉時,會使爐渣性質變壞,約有90%的鈦進入爐渣。鈦含量低時對爐渣及冶煉過程影響不大,含量高時,會使爐渣變稠,流動性差,對冶煉過程影響很大,而且易結爐瘤。鈦有護爐作用,不少高爐專門買鈦礦加入高爐護爐。
另外:其他各元素也有各種影響:
硫(S):硫對鋼材是最為有害的成份,它使鋼材產生「熱脆性」。鐵礦石中硫含量高,高爐脫硫成本增大,所以入爐鐵礦石含硫愈少愈好。
錳(Mn)是高爐冶煉經常遇到的金屬,是貴重金屬元素。高爐內的錳由錳礦帶入,有的鐵礦石中也含有少量的錳。高爐爐溫是錳還原的重要條件,適當提高爐渣鹼度,增加Mn0的活度,也有利於錳的直接還原。還原出來的錳可溶於生鐵或生成Mn3C溶於生鐵。冶煉普通生鐵時,有40%~60%的錳進入生鐵,5%~l0%的錳揮發進入煤氣,其餘進入爐渣。錳合金鐵重要的鋼鐵品種。
磷(P):磷對鋼材來說也是常見有害元素之一,它使鋼材產生「冷脆性」。鐵礦石中的磷,在高爐冶煉時100%進入生鐵,燒結也不能脫磷,控制生鐵含磷量主要是靠控制鐵礦石含磷量。脫磷只能通過煉鋼來進行,增加了煉鋼的脫磷成本。因此,鐵礦石含磷越低越好。
硅 主要來源於礦石和焦炭灰分中的Si02,Si02是穩定的化合物,它的生成熱大,分解壓小,比Fe、Mn難還原。硅的還原只能在高爐下部高溫區(1300℃以上)以直接還原的形式進行,由於Si02在還原時要吸收大量熱量,所以硅在高爐內只有少量被還原。還原出來的硅可溶於生鐵或生成FeSi再溶於生鐵。較高的爐溫和較低的爐渣鹼度有利於硅的還原,以便獲得含硅較高的鑄造生鐵。由於硅的還原與爐溫密切相關,所以鐵水中的含硅量可作為衡量爐溫水平的標志。
砷(As):砷對鋼材來說也是有害元素之一,它使鋼材產生冷脆性,使得鋼材焊接性能變差。鐵礦石中砷基本還原進入生鐵,影響生鐵質量。此外砷在燒結過程中揮發,對環境影響較大。