一、項(xiàng)目背景及技術(shù)難點(diǎn)

項(xiàng)目背景金屬鈦和氯化法鈦白粉是鈦產(chǎn)業(yè)的重要支柱，“氯化”是其關(guān)鍵生產(chǎn)工序，包括沸騰氯化法和熔鹽氯化法兩種生產(chǎn)工藝。沸騰氯化法作為國際上的主流工藝，對鈦原料要求高（（TiO2）>85%，（CaO+MgO）<1.5%），而我國鈦資源約93%集中在攀西地區(qū)，其鈦精礦中（CaO+MgO）達(dá)到了4%-6%，且由此冶煉得到的鈦渣中（CaO+MgO）更是高達(dá)8%-11%，無法滿足沸騰氯化法的技術(shù)要求。而熔鹽氯化法對鈦原料適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)成本低，適合攀西地區(qū)高鎂鈣、低品位鈦原料，有望成為我國鈦資源高值利用的主流工藝。然而，熔鹽氯化法廢鹽產(chǎn)生量大（約400kg/t.TiCl4），成分復(fù)雜、處置利用困難，迄今為止，國內(nèi)外無成熟的熔鹽氯化廢鹽資源化技術(shù)應(yīng)用案例，普遍采取“破碎-石灰拌合-填埋或堆置”的處置方式，這一處置方式未能解決氯化物對環(huán)境的污染問題，而由此造成的環(huán)境污染日益加劇。自2021年7月1日《一般工業(yè)固體廢棄物貯存和填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18599-2020）頒布實(shí)施后，我國禁止填埋熔鹽氯化廢鹽。這雖然阻斷了污染源，卻也卡住了我國鈦資源熔鹽氯化法高值利用的路徑。因此，廢鹽的資源化處理已成為限制我國鈦資源高值化利用的技術(shù)瓶頸。攀鋼集團(tuán)于2012年啟動(dòng)氯化廢鹽資源化技術(shù)研究，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室工藝構(gòu)建、小試驗(yàn)證，自主開發(fā)形成“熔鹽水淬高效浸出-凈化結(jié)晶-NaCl晶體返氯化爐循環(huán)/NaCl鹽水精制后離子膜電解Cl2、NaOH返氯化”的氯化廢鹽資源化工藝。在攻克熔鹽循環(huán)水淬、鐵錳選擇性沉淀及污泥洗滌脫鹽等關(guān)鍵工程化技術(shù)基礎(chǔ)上，于2019年5月建成國際上首條廢鹽資源綜合利用工業(yè)生產(chǎn)示范線（年處理1.5萬t廢鹽），于2020年初實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定順行，關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了NaCl、Mg、Fe、Mn的回收和利用，形成了熔鹽氯化廢鹽資源化處理及資源回收利用的產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)，攻克了熔鹽氯化工藝處理攀西高鎂鈣、低品位鈦資源的瓶頸難題，支撐了攀鋼即將投產(chǎn)的6萬t/a熔鹽氯化法鈦白粉和3.5萬t/a海綿鈦擴(kuò)能建設(shè)項(xiàng)目，對推動(dòng)我國鈦產(chǎn)業(yè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展意義重大。

二、技術(shù)難點(diǎn)

1、熔鹽氯化廢鹽經(jīng)濟(jì)、高效、有價(jià)資源全面回收工藝構(gòu)建難題。
       （1）熔鹽氯化廢鹽鹽坨體積大（4~5t），硬度高，破碎制粒流程長，效率低；易潮解，設(shè)備粘付、堵塞篩分設(shè)備；腐蝕性強(qiáng)，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；規(guī)?；a(chǎn)困難。

（2）廢鹽浸出要求高（粒徑?≤10mm），浸出效率低（≥24h）。

（3）浸出液成分復(fù)雜，堿中和沉淀，F(xiàn)e、Mg、Mn選擇性回收困難。

（4）浸出液用堿中和沉淀，堿耗大（約350kg/t廢鹽），成本高昂（1200元/t），嚴(yán)重影響企業(yè)競爭力。

2、工程化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)難題

（1）本項(xiàng)目提出了熔鹽氯化廢鹽高溫熔鹽水淬的高效浸出技術(shù)方案，其難點(diǎn)在于：①熔鹽溫度高（750℃）、間歇排鹽量大（2h一次，4.5~5t/次）、煙氣有毒（含Cl2、HCl）。②氯化廢鹽溶解焓高，熔鹽水淬過程中放熱量巨大（高于1450℃高爐渣水淬放熱量），采用傳統(tǒng)水淬方法難以獲得高濃度浸出液。③水淬煙氣（含HCl）和浸出液腐蝕性強(qiáng)烈，浸出液中顆粒物含量高，過流設(shè)備面臨強(qiáng)烈沖刷磨損和化學(xué)-電化學(xué)腐蝕。④國內(nèi)外尚無熔鹽氯化廢鹽水淬浸出的工程案例和相應(yīng)的基礎(chǔ)研究，缺乏技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）氫氧化鐵基污泥壓濾脫水及濾餅高效洗滌脫鹽困難。①氫氧化鐵壓濾脫水是行業(yè)共性難題。浸出液選擇性沉淀Fe、Mn所得到氫氧化鐵混合物干基中氫氧化鐵含量超過60%，氫氧化鐵+氫氧化錳等氫氧化物總量超過70%，固液分離困難。②氫氧化鐵混合物鹽含量高，利用鹽要求高（干基中Cl≤0.5%），傳統(tǒng)打漿洗滌用水量大、脫鹽效率低。

3、熔鹽氯化廢鹽資源化Na-Cl循環(huán)利用體系構(gòu)建

（1）廢鹽資源化回收的NaCl中約14%來源于鈦渣氯化配加的原理鹽（120~130kgNaCl/t.TCl4），另外84%來源于廢鹽中FeClx、MgCl2、MnCl2、CaCl2、AlCl3等金屬氯化物的轉(zhuǎn)化。NaCl僅依賴返爐循環(huán)利用，無法解決NaCl消納問題。

（2）將回收NaCl作為氯堿廠離子膜電解Cl2、NaOH的原料，能很好化解這一問題。但從工業(yè)廢鹽中回收的NaCl往往雜質(zhì)種類多、深度凈化要求高（ppb級），甚至?xí)霈F(xiàn)現(xiàn)行氯堿行業(yè)離子膜電解入槽鹽水控制標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）中空白的雜質(zhì)，既無成熟的深度凈化方法也無控制標(biāo)準(zhǔn)，提高了工業(yè)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，這也是國內(nèi)外迄今尚無用于離子膜燒堿生產(chǎn)的關(guān)鍵原因。