一、项目背景及技术难点

项目背景金属钛和氯化法钛白粉是钛产业的重要支柱，“氯化”是其关键生产工序，包括沸腾氯化法和熔盐氯化法两种生产工艺。沸腾氯化法作为国际上的主流工艺，对钛原料要求高（（TiO2）>85%，（CaO+MgO）<1.5%），而我国钛资源约93%集中在攀西地区，其钛精矿中（CaO+MgO）达到了4%-6%，且由此冶炼得到的钛渣中（CaO+MgO）更是高达8%-11%，无法满足沸腾氯化法的技术要求。而熔盐氯化法对钛原料适应范围广，生产成本低，适合攀西地区高镁钙、低品位钛原料，有望成为我国钛资源高值利用的主流工艺。然而，熔盐氯化法废盐产生量大（约400kg/t.TiCl4），成分复杂、处置利用困难，迄今为止，国内外无成熟的熔盐氯化废盐资源化技术应用案例，普遍采取“破碎-石灰拌合-填埋或堆置”的处置方式，这一处置方式未能解决氯化物对环境的污染问题，而由此造成的环境污染日益加剧。自2021年7月1日《一般工业固体废弃物贮存和填埋污染控制标准》（GB18599-2020）颁布实施后，我国禁止填埋熔盐氯化废盐。这虽然阻断了污染源，却也卡住了我国钛资源熔盐氯化法高值利用的路径。因此，废盐的资源化处理已成为限制我国钛资源高值化利用的技术瓶颈。攀钢集团于2012年启动氯化废盐资源化技术研究，经过实验室工艺构建、小试验证，自主开发形成“熔盐水淬高效浸出-净化结晶-NaCl晶体返氯化炉循环/NaCl盐水精制后离子膜电解Cl2、NaOH返氯化”的氯化废盐资源化工艺。在攻克熔盐循环水淬、铁锰选择性沉淀及污泥洗涤脱盐等关键工程化技术基础上，于2019年5月建成国际上首条废盐资源综合利用工业生产示范线（年处理1.5万t废盐），于2020年初实现稳定顺行，关键工艺控制指标和产品质量达到设计要求，实现了NaCl、Mg、Fe、Mn的回收和利用，形成了熔盐氯化废盐资源化处理及资源回收利用的产业化成套技术，攻克了熔盐氯化工艺处理攀西高镁钙、低品位钛资源的瓶颈难题，支撑了攀钢即将投产的6万t/a熔盐氯化法钛白粉和3.5万t/a海绵钛扩能建设项目，对推动我国钛产业的绿色高质量发展意义重大。

二、技术难点

1、熔盐氯化废盐经济、高效、有价资源全面回收工艺构建难题。
       （1）熔盐氯化废盐盐坨体积大（4~5t），硬度高，破碎制粒流程长，效率低；易潮解，设备粘付、堵塞筛分设备；腐蚀性强，设备腐蚀严重；规模化生产困难。

（2）废盐浸出要求高（粒径Ø≤10mm），浸出效率低（≥24h）。

（3）浸出液成分复杂，碱中和沉淀，Fe、Mg、Mn选择性回收困难。

（4）浸出液用碱中和沉淀，碱耗大（约350kg/t废盐），成本高昂（1200元/t），严重影响企业竞争力。

2、工程化关键技术开发难题

（1）本项目提出了熔盐氯化废盐高温熔盐水淬的高效浸出技术方案，其难点在于：①熔盐温度高（750℃）、间歇排盐量大（2h一次，4.5~5t/次）、烟气有毒（含Cl2、HCl）。②氯化废盐溶解焓高，熔盐水淬过程中放热量巨大（高于1450℃高炉渣水淬放热量），采用传统水淬方法难以获得高浓度浸出液。③水淬烟气（含HCl）和浸出液腐蚀性强烈，浸出液中颗粒物含量高，过流设备面临强烈冲刷磨损和化学-电化学腐蚀。④国内外尚无熔盐氯化废盐水淬浸出的工程案例和相应的基础研究，缺乏技术基础。

（2）氢氧化铁基污泥压滤脱水及滤饼高效洗涤脱盐困难。①氢氧化铁压滤脱水是行业共性难题。浸出液选择性沉淀Fe、Mn所得到氢氧化铁混合物干基中氢氧化铁含量超过60%，氢氧化铁+氢氧化锰等氢氧化物总量超过70%，固液分离困难。②氢氧化铁混合物盐含量高，利用盐要求高（干基中Cl≤0.5%），传统打浆洗涤用水量大、脱盐效率低。

3、熔盐氯化废盐资源化Na-Cl循环利用体系构建

（1）废盐资源化回收的NaCl中约14%来源于钛渣氯化配加的原理盐（120~130kgNaCl/t.TCl4），另外84%来源于废盐中FeClx、MgCl2、MnCl2、CaCl2、AlCl3等金属氯化物的转化。NaCl仅依赖返炉循环利用，无法解决NaCl消纳问题。

（2）将回收NaCl作为氯碱厂离子膜电解Cl2、NaOH的原料，能很好化解这一问题。但从工业废盐中回收的NaCl往往杂质种类多、深度净化要求高（ppb级），甚至会出现现行氯碱行业离子膜电解入槽盐水控制标准（规范）中空白的杂质，既无成熟的深度净化方法也无控制标准，提高了工业应用风险，这也是国内外迄今尚无用于离子膜烧碱生产的关键原因。