专利摘要

本发明提供了一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，所述方法包括：将高钛渣与助剂混合后粉磨、分级，得到待焙烧物料；将待焙烧物料进行低温焙烧，得到铁、钛组分富集气体以及含有铝、镁组分的第一物料；对铁、钛组分富集气体进行控温凝华处理以将铁组分和钛组分分离，得到含铁固体和含钛气体，并将含钛气体水解，完成对高钛渣中铁组分和钛组分的提取；对含有铝、镁组分的第一物料进行高温焙烧，得到焙烧渣；对焙烧渣水浸处理，固液分离，得到第一滤液和滤渣；在第一滤液中加入沉淀剂，控制pH以使铝组分和镁组分分步沉淀，完成对高钛渣中铝组分和钛组分的提取。本发明的方法工艺简单、流程短、提取效率高，有利于工业推广。

权利要求

1.一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将高钛渣与助剂混合后粉磨、分级，得到待焙烧物料；

将所述待焙烧物料进行低温焙烧，得到含铁、钛组分富集气体以及含铝、镁组分的第一物料；

对所述含铁、钛组分富集气体进行控温凝华处理以将铁组分和钛组分分离，得到含铁固体和含钛气体，并将所述含钛气体水解，完成对高钛渣中铁组分和钛组分的分离提取；

对所述含铝、镁组分的第一物料进行高温焙烧，得到焙烧渣；

对所述焙烧渣水浸处理，固液分离，得到滤渣和包含铝离子、镁离子的第一滤液；

在所述第一滤液中加入沉淀剂，控制pH以使铝离子和镁离子分步沉淀，完成对高钛渣中铝组分和镁组分的分离提取，其中，

所述助剂为氯化盐和硫酸盐的混合物，低温焙烧温度为100℃～400℃，高温焙烧温度为420℃～800℃。

2.一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将高钛渣与氯化盐助剂混合后粉磨、分级，得到待焙烧物料；

将所述待焙烧物料进行低温焙烧，得到含铁、钛组分富集气体以及含铝、镁组分的第一物料；

对所述铁、钛组分富集气体进行控温凝华处理以将铁组分和钛组分分离，得到含铁固体和含钛气体，并将所述含钛气体水解，完成对高钛渣中铁组分和钛组分的分离提取；

将所述含铝、镁组分的第一物料与硫酸盐助剂混合后，高温焙烧，得到焙烧渣；

对所述焙烧渣水浸处理，固液分离，得到滤渣和包含铝离子、镁离子的第一滤液；

在所述第一滤液中加入沉淀剂，控制pH以使铝离子和镁离子分步沉淀，完成对高钛渣中铝组分和镁组分的分离提取，其中，

所述低温焙烧的温度为100℃～400℃，高温焙烧的温度为420℃～800℃。

3.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述高钛渣为水淬型高钛高炉渣，所述水淬型高钛高炉渣的组分包括，按质量百分比计，Fe₂O₃含量为2％～8％，TiO₂含量为10％～25％，Al₂O₃含量为8％～15％，MgO含量为5％～12％。

4.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述待焙烧物料的80％以上颗粒粒径为30μm～200μm。

5.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述高钛渣为钒钛磁铁矿高炉冶炼所得含钛高炉渣经高温碳化-低温氯化所得的尾渣。

6.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述氯化盐和所述硫酸盐质量之和与所述高钛渣质量的比值为0.1～10:1。

7.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述控温凝华包括对铁、钛组分富集气体进行冷凝，铁组分气体重结晶，完成对高钛渣中铁组分的提取；

钛组分气体采用液体吸收剂进行收集，得到水合氧化钛溶液，完成对高钛渣中钛组分的提取。

8.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述水浸处理包括利用水浸液在搅拌过程中对所述焙烧渣进行水浸处理，所述水浸液与所述焙烧渣的体积质量比为0.5～100:1，所述水浸处理的温度为20℃～100℃。

9.根据权利要求1或2所述的分段焙烧提取高炉渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，其特征在于，所述分步沉淀包括：

向所述第一滤液中加入第一沉淀剂，在25℃～70℃下调节pH至4.0～6.0，搅拌后过滤，得到氢氧化铝粉体和富镁组分的第二滤液，其中，第一沉淀剂为氢氧化铝和氨水中的一种或两种组合；

向所述富镁组分的第二滤液中加入第二沉淀剂，在25℃～70℃下调节pH至9.0～12.0，搅拌后过滤，得到氢氧化镁粉体，其中，所述第二沉淀剂为氢氧化镁和氨水中的一种或两种组合。

10.一种硅酸盐水泥，其特征在于，所述硅酸盐水泥包括由权利要求1 或权利 要求2所述的分段焙烧提取高炉渣中钛、铁、铝、镁组分的方法中对所述焙烧渣水浸处理，固液分离后得到的滤渣。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金化工领域，更具体地讲，涉及一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，尤其适用于钒钛磁铁矿高炉冶炼过程中产生的固体废弃物水淬高钛高炉渣中的钛、铁、铝、镁组分的提取。

背景技术

攀枝花钢铁厂年钢产量达1000万吨，所产生的高钛高炉渣的量高达360万吨。目前，高钛高炉渣的堆积量已有6000万吨。高钛高炉渣的大量堆积不仅占用土地，而且其渗滤液进入地表水和地下水，引发水污染，渗滤液具有一定的毒性，扩散到周边土壤导致农田庄家损毁，形成“赤地”。风吹动细小渣粒造成扬尘，对当地以及下风口地区空气造成污染。并且，堆积在金沙江两岸的高钛高炉渣在雨水的冲刷下容易造成滑坡，是一种不可控制的安全隐患，高钛高炉渣的大量堆积已成为对当地环境以及地质上影响巨大的污染源。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种工艺简单，流程短、效率高的提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法，所述方法可以包括以下步骤：将高钛渣与助剂混合后粉磨、分级，得到待焙烧物料；将所述待焙烧物料进行低温焙烧，得到含铁、钛组分富集气体以及含铝、镁组分的第一物料；对所述含铁、钛组分富集气体进行控温凝华处理以将铁组分和钛组分分离，得到含铁固体和含钛气体，并将所述含钛气体水解，完成对高钛渣中铁组分和钛组分的分离提取；对所述含铝、镁组分的第一物料进行高温焙烧，得到焙烧渣；对所述焙烧渣水浸处理，固液分离，得到滤渣和包含铝离子、镁离子的第一滤液；

在所述第一滤液中加入沉淀剂，控制pH以使铝组分和镁组分分步沉淀，完成对高钛渣中铝组分和镁组分的分离提取，其中，所述助剂为氯化盐和硫酸盐的混合物，低温焙烧温度为100℃～400℃，高温焙烧温度为400℃～800℃。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法可以包括以下步骤：将高钛渣与氯化盐助剂混合后粉磨、分级，得到待焙烧物料；将所述待焙烧物料进行低温焙烧，得到含铁、钛组分富集气体以及含铝、镁组分的第一物料；对所述铁、钛组分富集气体进行控温凝华处理以将铁组分和钛组分分离，得到含铁固体和含钛气体，并将所述含钛气体水解，完成对高钛渣中铁组分和钛组分的分离提取；将所述含铝、镁组分的第一物料与硫酸盐助剂混合后，高温焙烧，得到焙烧渣；对所述焙烧渣水浸处理，固液分离，得到滤渣和包含铝离子、镁离子的第一滤液；在所述第一滤液中加入沉淀剂，控制pH以使铝组分和镁组分分步沉淀，完成对高钛渣中铝组分和镁组分的分离提取，其中，低温焙烧温度为100℃～400℃，高温焙烧温度为400℃～800℃。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述低温焙烧的升温速率可以为1℃/min～10℃/min，所述高温焙烧的升温速率可以为1℃/min～10℃/min。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述高钛渣为水淬型高钛高炉渣，所述水淬型高钛高炉渣的组分包括，按质量百分比计，Fe₂O₃含量为2％～8％，TiO₂含量为10％～25％，Al₂O₃含量为8％～15％，MgO含量为5％～12％。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述待焙烧物料的80％以上颗粒粒径为30μm～200μm。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述方法还包括对所述水淬型高钛高炉渣进行干燥、破碎后再与所述助剂混合，所述干燥温度为60℃～120℃。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述高钛渣为钒钛磁铁矿高炉冶炼所得含钛高炉渣经高温碳化-低温氯化所得的尾渣。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，氯化盐和硫酸盐助剂质量之和与所述高钛渣的质量比为0.1～10:1。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述控温凝华包括对铁、钛组分富集气体进行冷凝，铁组分气体重结晶，完成对高钛渣中铁组分的提取；钛组分气体采用液体吸收剂进行收集，得到水合氧化钛溶液，完成对高钛渣中钛组分的提取。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述水浸处理包括利用水浸液在搅拌过程中对所述焙烧渣进行水浸处理，所述水浸液与所述焙烧渣的体积质量比为0.5～100:1，所述水浸处理的温度为20℃～100℃。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述分步沉淀可以包括：向所述第一滤液中加入第一沉淀剂，在25℃～70℃下调节pH至4.0～6.0，搅拌后过滤，得到氢氧化铝粉体和富镁组分的第二滤液，其中，第一沉淀剂为氢氧化铝和氨水中的一种或两种组合；向所述富镁组分的第二滤液中加入第二沉淀剂，在25℃～70℃下调节pH至9.0～12.0，搅拌后过滤，得到氢氧化镁粉体，其中，所述第二沉淀剂为氢氧化镁和氨水中的一种或两种组合。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，所述含铁、钛组分富集气体中含有助剂气体，含有的助剂气体可经过蒸发重结晶后可回收再利用，所述水浸液中含有溶解进入水浸液的助剂，所述进入水浸液中的助剂经过蒸发重结晶后可回收再利用。

本发明的另一方提供了一种硅酸盐水泥，所述硅酸盐水泥包括由上所述的分段焙烧提取高炉渣中钛、铁、铝、镁组分的方法中对所述焙烧渣水浸处理，固液分离后得到的滤渣。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)本发明采用分段焙烧的方法对高钛渣中的钛、铁、铝和镁进行提取，低温焙烧阶段在氯化盐作用下实现钛、铁组分的提取，高温焙烧阶段在硫酸盐作用下实现铝、镁组分的提取，工艺简单、流程短、效率高、更有利于工业推广；

(2)本发明采用焙烧的方法提取钛、铁、铝、镁组分过程中使用的助剂量少，相对于传统酸解法提取有价组分，避免了因使用大量硫酸造成的资源浪费与硫酸酸雾形成对环境造成的不良影响；

(3)本发明的方法中焙烧助剂经重结晶后继续回用于焙烧阶段，提高了助剂的利用率，降低了工艺成本；

(4)本发明的方法对TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO的提取率可达到50％～98％，制备得到的产品均满足或高于国家(行业)标准；

(5)本发明的方法中反应完成后残留富硅钙组分尾渣满足硅酸盐水泥的要求，可直接用于建材生产中，没有对环境污染性大的残渣产生，绿色环保。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的一个示例性实施例的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分方法的流程示意图。

图2示出了本发明的另一个示例性实施例的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分方法的流程示意图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法。

具体来讲，本发明采用氯化盐、硫酸盐与高钛渣混合进行分段焙烧，低温焙烧过程中将高钛渣中钛、铁组分富集于烟尘气相中，通过冷凝-水溶的方式分离回收铁、钛组分；升温至高温焙烧阶段将高钛渣中铝、镁组分转化为可溶性硫酸盐，进一步通过水浸-沉淀的方式分离回收铝、镁组分。未参与反应的助剂，一部分经焙烧分解和/或升华为气体后，经冷凝重结晶后进行回收；另一部分在水浸过程中溶解到滤液中，经蒸发重结晶后进行回收，回收的助剂可在焙烧阶段循环使用。

图1示出了本发明的一个示例性实施例的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分方法的流程示意图。图2示出了本发明的另一个示例性实施例的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分方法的流程示意图。

本发明的一方面提供了一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法。在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的一个示例性实施例中，如图1所示，所述方法可以包括：

步骤S01，将高钛渣与助剂进行称重配比混合，粉磨，分级，得到待焙烧物料。

在本实施例中，所述高钛渣可以为水淬型的高钛高炉渣，例如，优选的，可以为钒钛磁铁矿高炉冶炼过程中产生的固体废弃物水淬高钛高炉渣。其中，所述水淬型高钛高炉渣的成分可以包括，按质量百分数计，Fe₂O₃含量为2％～8％，TiO₂含量为10％～25％，Al₂O₃含量为8％～15％，MgO含量为5％～12％。优选的，按质量百分数计，所述水淬型高钛高炉渣的成分可以包括，Fe₂O₃含量为2％～8％，TiO₂含量为10％～25％，Al₂O₃含量为8％～15％，MgO含量为5％～12％。采用水淬型高钛高炉渣为原料时，由于该原料的湿度较高，在于助剂混合前需要对所述水淬型高钛高炉渣进行干燥、破碎。破碎的目的是为了与助剂混合更加均匀。例如，干燥的温度可以为60℃～90℃，优选的，干燥的温度可以为67℃～84℃。干燥的时间可以根据现场的干燥实际效果进行确认，例如，干燥时间可以是6h～12h。当然，本发明的干燥时间不限于此。对于本发明的方法适用于含有钛、铁、铝、镁组分的任意高钛渣。

在本实施例中，所述高钛渣可以为钒钛磁铁矿高炉冶炼所得含钛高炉渣经高温碳化-低温氯化所得的尾渣。以该尾渣为原料，如果为刚出炉的尾渣，由于低温氯化后出来的尾渣本身温度较高，不需要对尾渣进行干燥。如果为放置一段时间后的尾渣，由于含钛的尾渣极易吸水，就需要对放置后的尾渣进行干燥处理，同样的，所述干燥的温度可以为60℃～90℃，优选的，干燥的温度可以为67℃～84℃。

在本实施例中，所述助剂可以为氯化盐和硫酸盐组成的混合助剂。所述氯化盐可以是氯化铵(NH₄Cl)、氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl₂)和氯化铝(AlCl₃)中的一种或两种以上组合。所述硫酸盐可以是硫酸铵((NH₄)₂SO₄)、硫酸氢铵(NH₄HSO₄)和硫酸(H₂SO₄)中的一种或两种组合，其中，H₂SO₄的质量分数可以为20％～98％。对于氯化盐和硫酸盐组成的混合助剂而言，氯化盐主要作用于低温焙烧阶段，生成铁的氯化物和钛的氯化物。硫酸盐主要作用于高温焙烧阶段，生成铝的硫酸盐和镁的硫酸盐。对于混合助剂中的氯化盐和硫酸盐之间的质量配比并没有严格的要求，能够保证原料中的钛、铁、铝、镁组分有足够的氯化盐和硫酸盐反应即可。在本发明中，对于氯化盐和硫酸盐可以选择上述列举以外的盐类。例如，氯化盐可以为氯化钾等，硫酸盐可以为硫酸钾等。但由于加入不同的助剂会影响本发明过程中产生的滤渣的组成成分，对于用滤渣来制备硅酸盐水泥是不利的，含有其他的元素会破坏硅酸盐水泥的性能。因此，优选的，本发明的所述氯化盐可以是氯化铵(NH₄Cl)、氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl₂)和氯化铝(AlCl₃)中的一种或两种以上组合。所述硫酸盐可以是硫酸铵((NH₄)₂SO₄)、硫酸氢铵(NH₄HSO₄)和硫酸(H₂SO₄)中的一种或两种组合，其中，H₂SO₄的质量分数可以为20％～98％。

在本实施例中，所述高钛渣与氯化盐和硫酸盐混合助剂的质量比可以是1:0.1～10。优选的，质量比可以为1:1～8。

在本实施例中，所述待焙烧物料粒径可以为80％以上的颗粒满足30μm～200μm。优选的，80％以上的颗粒满足50μm～160μm。设置上述颗粒尺寸能够便于原料与助剂均匀混合，有利于焙烧反应的充分进行。

步骤S02，对所述步骤S01得到的待焙烧物料进行低温焙烧，得到铁、钛组分富集气体以及含有铝、镁组分的第一物料。

在本示例中，可以将待焙烧物料输送至焙烧窑进行分段加热焙烧。首先进行的是低温焙烧。在焙烧的过程中，助剂的一部分由于焙烧温度而发生分解和/或升华，呈气态与铁、钛组分富集气体混合。助剂的另一部分与高钛渣反应获得含铁、钛组分富集气体以及含有铝、镁组分的第一物料。所述含有铝、镁组分的第一物料不含有铁、钛组分。所述含有铝、镁组分的第一物料经过高温焙烧后可以形成焙烧渣。

在本实施例中，所述低温焙烧的升温速率可以为1℃/min～10℃/min，低温焙烧温度可以为100℃～400℃。优选的，升温速率可以为3℃/min～8℃/min，低温焙烧温度可以为180℃～340℃。低温焙烧的保温时间可以根据实际焙烧量或者现象进行确认，例如，保温时间可以是0.1h～5h，当然，本发明的保温时间不限于此。

在本实施例中，如图1所示，由于本发明的加入的氯化盐主要作用于低温焙烧阶段。因此，对于高钛渣中所含的钛、铁组分而言，会生成相应的四氯化钛和三氯化铁。所述的铁、钛组分富集气体即可以为四氯化钛和三氯化铁的混合气体，并且在四氯化钛和三氯化铁的混合气体中，夹杂着助剂升华和/或分解的助剂气体。

步骤S03，对所述铁、钛组分富集气体进行控温凝华处理以将铁组分和钛组分分离，得到含铁固体和含钛气体，并将所述含钛气体水解，完成对高钛渣中铁组分和钛组分的提取。

在本实施例中，通过控温凝华，即控制温度的冷凝对铁组分和钛组分进行分离。凝华是物质跳过液态直接从气态变为固态的现象，冷凝是使热物体的温度降低而发生相变化的过程，在本发明中冷凝是实现凝华的操作方式。冷凝过程中，可以使用冷凝器对铁、钛组分富集气体进行冷凝。由于铁、钛组分富集气体夹杂有助剂的升华和/或分解气体，在冷凝过程中升华和/或分解的助剂气体与铁组分(氯化铁)气体在冷凝器管壁的不同位置处进行重新结晶，可以刮出重新结晶的铁组分，得到含铁的固定(氯化铁固体)，完成对铁组分的提取。重结晶的助剂回收后可以继续循环用于焙烧阶段。例如，如图1所示，重结晶后得到硫酸盐和氯化盐，然后重新应用于本发明的焙烧阶段。

由于钛组分气体与铁组分气体的凝固点不同，钛组分的气体并不会在冷凝器中凝固。需要在冷凝器后收集钛组分气体，采用液体吸收剂收集钛组分气体(四氯化钛气体)以获得水合氧化钛溶液(TiO₂·nH₂O)，完成对钛组分的提取。所述液体吸收液可以是工业用水、自来水或者蒸馏水中的一种或多种混合。

步骤S04，对所述含有铝、镁组分的第一物料进行高温焙烧，得到焙烧渣；对所述焙烧渣水浸处理，固液分离，得到第一过滤液和滤渣；在所述第一过滤液中加入沉淀剂，控制pH以使铝组分和镁组分分步沉淀，完成对高钛渣中铝组分和镁组分的提取。

在本实施例中，低温焙烧完成后，需要对含有铝、镁组分的第一物料进行高温焙烧处理。所述高温焙烧的升温速率可以为1℃/min～10℃/min，高温焙烧温度可以为400℃～800℃。优选的，升温速率可以为3℃/min～7.8℃/min，高温焙烧温度可以为420℃～750℃。高温焙烧的保温时间可以根据实际焙烧量或者现象进行确认，例如，保温时间可以是0.1h～5h，当然，本发明的高温焙烧保温时间不限于此。

以上，设置上述焙烧过程的好处在于，在低温焙烧的温度范围内，渣中的Fe、Ti组分与氯化盐助剂反应程度最高。在高温焙烧的温度范围内，渣中的Al、Mg组分与硫酸盐助剂反应程度最高。通过这种反应活性的差异性可实现在不同温度范围内依次对Fe、Ti、Al、Mg的提取。对于焙烧的升温速率而言，升温速率过慢，反应时间长，能耗过高，升温速率过快，反应不充分，不利于Fe、Ti、Al、Mg的提取。

在本实施例中，由于各元素形成的氯化物的沸点不同，在低温焙烧过后，铁组分和钛组分变成气体，而铝组分和镁组分存留在第一物料中。硫酸盐助剂主要作用于高温焙烧阶段，对第一物料高温焙烧后将铝、镁组分转化为可溶性硫酸盐。因此，高钛渣中的铝组分和镁组分富集于所述焙烧渣中。而高钛渣中含有的钙、硅等组分因为高沸点而同样富集于焙烧渣中。因此，焙烧渣中含有钙、硅、镁和铝组分。

在本实施例中，焙烧渣的水浸过程在持续的搅拌中进行。优选的，水浸液可以为工业用水、自来水或蒸馏水中的一种或多种混合。当然，本发明所使用的水浸液不限于此。所述水浸液与焙烧渣的体积质量比(配比单位可以为mL/g)可以为0.5～100:1。优选的，体积质量比可以为6～80:1。水浸的温度可以为20℃～100℃，优选的，可以为25℃～100℃。水浸的时间可以根据焙烧渣的实际量进行确定，例如，水浸的时间可以是0.1h～5.0h。设置上述体积质量比以及水浸温度的好处在于既能保证焙烧渣水浸完全，也可以确保资源的合理利用，不至于浪费。

在本实施例中，所述分步沉淀可以包括两个阶段。第一阶段可以包括向所述第一滤液中加入第一沉淀剂，在25℃～70℃下调节pH至4.0～6.0，搅拌后过滤，得到氢氧化铝粉体(Al(OH)₃)和富镁组分的第二滤液，完成对铝组分的提取。优选的，可以在28℃～62℃下调节pH至4.3～5.4条件下进行沉淀。所述第一沉淀剂可以为氢氧化铝和氨水中的一种或两种组合。混合搅拌的时间可以是1min～120min，当然，搅拌时间可以根据经验值或现场进行确定。第一阶段沉淀中的过滤可以采用自然沉降、抽滤或者压滤中的一种或两种以上组合。

第二阶段可以向所述富镁组分的第二滤液中加入第二沉淀剂，在25℃～70℃下调节pH至9.0～12.0，搅拌后过滤，得到氢氧化镁粉体(Mg(OH)₂)以及第三滤液，完成对镁组分的提取。优选的，可以在28℃～63℃下调节pH至9.4～11.3条件下进行。所述第二沉淀剂可以为氢氧化镁和氨水中的一种或两种组合。混合搅拌的时间可以是1min～120min，当然，搅拌时间可以根据经验值或现场进行确定。第二阶段沉淀中的过滤可以采用自然沉降、抽滤或者压滤中的一种或两种以上组合。

在本实施例中，由于有硫酸盐助剂的存在，所述第三滤液中含有硫酸盐助剂。对第三滤液进行重结晶后可以回收硫酸盐助剂使用于焙烧阶段，实现助剂的回收再利用。

在本实施例中，本发明的提取方法可以对高钛渣中的二氧化钛、三氧化二铁、三氧化二铝以及氧化镁的提取率达到50％～98％。

以上，需要说明的是，本发明的方法的步骤S03和步骤S04并没有进行的先后顺序。可以步骤S03先于步骤S04，也可以步骤S04先于步骤S03，亦可以步骤S03和步骤S04同时进行。

在本发明的分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的另一个示例性实施例中，如图2所示，由于氯化盐主要作用与低温焙烧阶段，生成铁组分和钛组分的氯化物。硫酸盐主要作用于高温焙烧阶段，生成铝组分和镁组分的硫酸盐。因此，可以将氯化盐和硫酸盐分别加入本发明的反应步骤中。在低温焙烧前，在待焙烧物料的制备过程中，将氯化盐助剂与原料高钛渣混合。然后在低温焙烧后，将得到的含铝、镁组分的第一物料与硫酸盐助剂混合，经过高温焙烧，得到焙烧渣。其他工艺条件参数与上述段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法的示例性实施例中的工艺条件参数相同。

本发明的另一方面提供了一种硅酸盐水泥。在本发明的硅酸盐水泥的一个示例性实施例中，所述硅酸盐水泥包括上述分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法中对所述焙烧渣水浸处理，固液分离后得到的滤渣。

在本实施例中，由于上述焙烧渣中含有钙、硅、镁和铝等组分。在水浸完成中，镁和铝组分进入第一滤液，而钙和硅则进入滤渣。由于助剂中的硫酸盐的存在，并且硫酸盐主要作用于高温焙烧，因此，钙和硅组分则主要是以硫酸钙和非晶二氧化硅的形式存在。由于滤渣中富含硅钙组分，满足硅酸盐水泥的要求，可以将其直接应用于硅酸盐水泥。

为了更好地理解本发明的上述的示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。

示例1

1)取四川攀枝花地区经“高炉冶炼”工艺炼铁后产生的水淬型高钛高炉渣为主要原料，分别与氯化铵和硫酸铵以摩尔比1:1和1:1的比例混合配料，然后对混合物进行破碎、粉磨至粒径满足80％以上的颗粒小于30μm，将混合物于60℃的干燥室内干燥6h。

2)将混合物置于窑炉中，设定热处理程序与参数，具体为：以1℃/min的升温速率，由室温升至200℃，保温30min。升温过程中，将氯化反应产生的氯化铁、氯化钛气体抽至管道中，氯化铁经冷凝附着在管壁上，收集后可获得氯化铁粉体。氯化钛气体通入自来水中吸收，可获得水合二氧化钛沉淀。低温焙烧结束后设定窑炉以1℃/min的升温速率，由200℃升至400℃，保温30min，然后随窑炉冷却至室温，获得富镁铝组分的焙烧渣。其中，低温焙烧阶段氯化助剂经挥发冷凝后回用于焙烧阶段，在低温焙烧过程中，冷凝温度依次设定为280℃与250℃。

3)取出焙烧渣后与自来水以体积质量比1:1的比例混合，加热至室温下搅拌水浸10min，获得富含镁、铝组分的水浸液(第一滤液)与富含钙、硅的水浸渣(滤渣)。向富镁铝组分的水浸液中加入氨水，在室温下调节pH值并保持在4.0～6.0范围内，搅拌10min后过滤分离获得氢氧化铝粉体与富镁组分水浸液；向富镁组分水浸液中加入氨水，在室温下调节pH值并保持在9.0～12.0范围内，搅拌20min后过滤分离获得氢氧化镁粉体。富钙硅水浸渣成分符合硅酸盐水泥，可直接进行应用。

示例2

1)取四川攀枝花地区经“高炉冶炼”工艺炼铁后产生的水淬型高钛高炉渣为主要原料，分别与氯化铵和硫酸铵以摩尔比8:1和8:1的比例混合配料，然后对混合物进行破碎、粉磨至粒径满足80％以上的颗粒小于50μm，将混合物于80℃的干燥室内干燥8h。

2)将混合物置于窑炉中，设定热处理程序与参数，具体为：以10℃/min的升温速率，由室温升至400℃，保温180min，升温过程中，将氯化反应产生的氯化铁、氯化钛气体抽至排气管道中，氯化铁经冷凝附着在管壁上，收集后可获得氯化铁粉体。氯化钛气体通入自来水中吸收，可获得水合二氧化钛沉淀。低温焙烧结束后设定窑炉以10℃/min的升温速率，由400℃升至800℃，保温180min，然后随窑炉冷却至室温，获得富镁铝组分的焙烧渣。其中，低温焙烧阶段氯化助剂经挥发冷凝后回用于焙烧阶段，在低温焙烧过程中开启隧道窑炉的气体收集与阶段冷凝装置，冷凝温度依次设定为280℃与250℃。

3)取出焙烧渣后与自来水以体积质量比1:100的比例混合，室温下搅拌水浸180min，获得富含镁、铝组分的水浸液与富含钙、硅的水浸渣。向富镁铝组分的水浸液中加入氨水，在室温下调节pH值并保持在4.0～6.0范围内，搅拌120min后过滤分离获得氢氧化铝粉体与富镁组分水浸液；向富镁组分水浸液中加入氨水，在室温下调节pH值并保持在9.0～12.0范围内，搅拌180min后过滤分离获得氢氧化镁粉体。富钙硅水浸渣成分符合硅酸盐水泥，可直接进行应用。

综上所述，本发明的一方面采用分段焙烧的方法对高钛渣中的钛、铁、铝和镁进行提取，低温焙烧阶段在氯化盐作用下实现钛、铁组分的提取，高温焙烧阶段在硫酸盐作用下实现铝、镁组分的提取，工艺简单、流程短、效率高、更有利于工业推广；另一方面，本发明使用的助剂量少，相对于传统酸解法提取有价组分，避免了因使用大量硫酸造成的资源浪费与硫酸酸雾形成对环境造成的不良影响；并且本发明的方法中焙烧助剂经重结晶后继续回用于焙烧阶段，提高了助剂的利用率，降低了工艺成本；再一方面，本发明的方法对TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO的提取率可达到50％～98％，制备得到的产品均满足或高于国家(行业)标准；再一方面，本发明的方法中反应完成后残留富硅钙组分尾渣满足硅酸盐水泥的要求，可直接用于建材生产中，无对环境污染性大的残渣产生。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。