从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和铁的萃取剂溶液及萃取方法技术

本发明专利技术公开从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和铁的萃取剂溶液及萃取方法，由萃取剂和稀释剂组成；所述萃取剂为季铵盐R4NX、N‑烷基酰胺、N，N‑二烷基酰胺和二乙醇酰胺中的一种或多种；所述稀释剂为油醇、油醇衍生物、链烷醇和常温下为液态的乙酸酯类化合物中的一种或多种。本发明专利技术的技术方案对钛铁萃取能力强、平衡快、选择性好、易反萃、分离好，且经济环保。

Extraction of Titanium and/or Iron from Acidic Solutions Containing Titanium-Iron Polymetallic Chlorides

The present invention discloses an extractant solution and an extraction method for extracting titanium and/or iron from acidic solution of polymetallic chloride containing titanium and iron, comprising an extractant and a diluent; the extractant is one or more of quaternary ammonium salts R4NX, N_alkylamide, N, N_dialkylamide and diethanolamide; the diluent is oleol and oleol alcohol. Derivatives, alkanols and one or more of the acetic esters at ambient temperature. The technical scheme of the invention has strong extraction ability for ferrotitanium, fast balance, good selectivity, easy stripping, good separation, and economic and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液及萃取方法
本专利技术属于湿法冶金或化工
，具体涉及一种含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛及/或铁的萃取剂溶液及萃取方法。
技术介绍
钛矿在世界范围内储量大，分布广。目前，每年开采的钛矿石约有90％用于制取钛白粉，钛白粉具有较高的化学稳定性、良好的白度、着色力和遮盖力，是最重要的白色颜料，也是钛系的最主要产品。钛白粉占全部白色颜料使用量的80％，在现代工农业、国防、科学技术诸多领域中得到广泛应用。工业上钛白粉的主要生产工艺有硫酸法和氯化法两种。硫酸法生产流程长、操作要求精细、三废排放量大；氯化法原料品位高，价格贵而且技术难度大，所使用的有毒气体氯气对于一些小规模的生产不经济、不环保。溶剂萃取法由于精简的操作程序和设施以及整体工艺环境友好，在萃取钛铁方面有广泛的应用前景。专利CN106929682A公开了一种从钛白废硫酸中离心萃取回收钛的方法。该专利技术采用伯胺为萃取剂，伯胺萃取硫酸的能力非常强，不可避免的导致了硫酸与钛的竞争萃取，降低了伯胺萃取钛的能力，增加了该方法生产钛产品的生产成本。专利CN103773962A公开了一种从氯化法生产钛白粉产生的废盐酸中回收钛的方法。该方法在萃取得到负载有机相之后直接反萃，并没有有效去除有机相中可能残存的其他杂质；使用双氧水为反萃剂也增加了整个工艺的成本。报道萃取回收钛的相关文献较多，如采用酸性有机磷萃取剂(如D2EHPA、EHEHPA、Cyanex272、Cyanex302和Cyanex301等)和中性有机磷萃取剂(如TBP、TOPO、Cyanex923等)。但酸性有机磷萃取剂在反萃过程中需额外的添加入其他物质，长时间才能达到萃取平衡，并且对Ti4+的选择性不高，在盐酸体系中难以萃取分离目标元素，一直没有得到广泛应用。中性有机磷萃取剂萃取能力和选择性难以同时达到要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种对钛铁萃取能力强、平衡快、选择性好、易反萃的分离好，且经济环保的一种含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛及/或铁的萃取剂溶液及萃取方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，由萃取剂和稀释剂组成；当萃取剂和稀释剂二者中有一个在25℃是固体或两者在25℃都是固体时，萃取剂为萃取剂和稀释剂总质量的3—70％；当萃取剂和稀释剂在25℃均为液体时，萃取剂为萃取剂和稀释剂总体积的3—70％；所述萃取剂为季铵盐R4NX、N-烷基酰胺、N，N-二烷基酰胺和二乙醇酰胺中的一种或多种；所述稀释剂为油醇、油醇衍生物、链烷醇和常温下为液态的乙酸酯类化合物中的一种或多种。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，在所述季铵盐R4NX中，四个烷基R为相同的烷基或不同的烷基，且每个烷基R中的碳原子数为1～18；X为卤素阴离子(F、Cl、Br、I)或酸根(如HSO4-、RCOO-等)。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，在所述N-烷基酰胺、N，N-二烷基酰胺和二乙醇酰胺中，酰基中烷基的碳原子数为1～18。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，所述N-烷基酰胺中与氮原子直接相连的烷基中碳原子数为1～18。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，所述N，N-二烷基酰胺中与氮原子直接相连的两个烷基为相同的烷基或不同的烷基，并且这两个与氮原子直接相连的两个烷基的碳原子数分别为1～18。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，所述油醇衍生物为油醇芥酸酯、油醇聚氧乙烯醚和油醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或多种；在所述链烷醇中，烷基中碳原子数为6～18；所述常温下为液态的乙酸酯类化合物为乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丙酯中的一种或多种。从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取方法，包括如下步骤：(1)选择萃取剂溶液作为有机相；(2)用步骤(1)的萃取溶液萃取含钛铁多金属氯化物酸性溶液中的钛和/或铁，温度为25～60℃，相比O/A＝0.5～3，时间为1～9min，得到负载有机相；(3)用洗液S1洗涤步骤(2)的负载有机相，温度为25～50℃，相比O/A＝1～4，时间为1～5min，得到洗涤后的负载有机相；(4)用反萃剂S2反萃步骤(3)的负载有机相，温度为25～80℃，相比O/A＝1～6，时间为1～7min，得到含钛溶液和负载铁的有机相；(5)用反萃剂S3反萃步骤(4)的负载铁的有机相，温度为25～60℃，相比O/A＝1～6，时间为1～7min，得到含铁溶液。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取方法，步骤(2)中萃取方式为逆流萃取、分馏萃取或错流萃取，萃取级数为1～50级；步骤(3)中所述洗液S1为去离子水或浓度为7～10mol/L的盐酸；步骤(4)中所述反萃剂S2为浓度为4～6mol/L的盐酸，反萃取方式为逆流萃取或错流萃取，萃取级数为1～30级；步骤(5)中反萃剂S3为浓度为0.1～1mol/L的盐酸，反萃取方式为逆流萃取或错流萃取，萃取级数为1～30级。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取方法，所述含钛铁多金属氯化物酸性溶液，包括钛铁矿的盐酸浸出液；盐酸法生产钛白粉产生的废酸液；以及两种及两种以上含铁及/或钛的多金属氯化物的混合酸性溶液，其中，溶液中可以同时含有钛和铁，也可以只含有铁或钛；铁的价态可以是二价或三价，或是三价与二价铁的混合物；钛的价态可以是三价或四价，或是三价和四价的混合物；所述酸性溶液可以包括盐酸、硫酸及硝酸等，或含有这几种无机酸的一种、两种或三种的混合物。上述从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取方法，在所述季铵盐R4NX中，四个烷基R中碳原子数为1～18；R为甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，2-丁基，3-丁基，正戊基，1-甲基丁基，异戊基，3-戊基，新戊基，正己基，正庚基，正辛基，正壬基，正癸基，正十一烷基，正十二烷基，正十三烷基，正十四烷基，正十五烷基，正十六烷基，正十七烷基，正十八烷基，或环烷基；在所述N-烷基酰胺、N，N-二烷基酰胺和二乙醇酰胺中，酰基中的烷基碳原子数为1～18；酰基中的烷基为甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，2-丁基，3-丁基，正戊基，1-甲基丁基，异戊基，3-戊基，新戊基，正己基，正庚基，正辛基，正壬基，正癸基，正十一烷基，正十二烷基，正十三烷基，正十四烷基，正十五烷基，正十六烷基，正十七烷基，正十八烷基，或环烷基；在所述N-烷基酰胺中，与氮原子相连的烷基中碳原子数为1～18；与氮原子相连的烷基为甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，2-丁基，3-丁基，正戊基，1-甲基丁基，异戊基，3-戊基，新戊基，正己基，正庚基，正辛基，正壬基，正癸基，正十一烷基，正十二烷基，正十三烷基，正十四烷基，正十五烷基，正十六烷基，正十七烷基，正十八烷基，或环烷基；在所述N，N-二烷基酰胺，与氮原子相连的两个烷基为相同的烷基或不同的烷基；与氮原子相连的两个烷基中碳原子数均为1～18；与氮原子相连的两个烷基为甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，2-丁基，3-丁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，由萃取剂和稀释剂组成；当萃取剂和稀释剂二者中有一个在25℃是固体或两者在25℃都是固体时，萃取剂为萃取剂和稀释剂总质量的3—70％；当萃取剂和稀释剂在25℃均为液体时，萃取剂为萃取剂和稀释剂总体积的3—70％；所述萃取剂为季铵盐R4NX、N‑烷基酰胺、N，N‑二烷基酰胺和二乙醇酰胺中的一种或多种；所述稀释剂为油醇、油醇衍生物、链烷醇和常温下为液态的乙酸酯类化合物中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，由萃取剂和稀释剂组成；当萃取剂和稀释剂二者中有一个在25℃是固体或两者在25℃都是固体时，萃取剂为萃取剂和稀释剂总质量的3—70％；当萃取剂和稀释剂在25℃均为液体时，萃取剂为萃取剂和稀释剂总体积的3—70％；所述萃取剂为季铵盐R4NX、N-烷基酰胺、N，N-二烷基酰胺和二乙醇酰胺中的一种或多种；所述稀释剂为油醇、油醇衍生物、链烷醇和常温下为液态的乙酸酯类化合物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，在所述季铵盐R4NX中，四个烷基R为相同的烷基或不同的烷基，且每个烷基R中的碳原子数为1～18；X为卤素阴离子或酸根。3.根据权利要求1所述的从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，在所述N-烷基酰胺、N，N-二烷基酰胺和二乙醇酰胺中，酰基中烷基的碳原子数为1～18。4.根据权利要求1所述的从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，所述N-烷基酰胺中与氮原子直接相连的烷基中碳原子数为1～18。5.根据权利要求1所述的从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，所述N，N-二烷基酰胺中与氮原子直接相连的两个烷基为相同的烷基或不同的烷基，并且这两个与氮原子直接相连的两个烷基的碳原子数分别为1～18。6.根据权利要求1所述的从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取剂溶液，其特征在于，所述油醇衍生物为油醇芥酸酯、油醇聚氧乙烯醚和油醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或多种；在所述链烷醇中，烷基中碳原子数为6～18；所述常温下为液态的乙酸酯类化合物为乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丙酯中的一种或多种。7.从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选择权利要求1-6任一所述的萃取剂溶液作为有机相；(2)用步骤(1)的萃取溶液萃取含钛铁多金属氯化物酸性溶液中的钛和/或铁，温度为25～60℃，相比O/A＝0.5～3，时间为1～9min，得到负载有机相；(3)用洗液S1洗涤步骤(2)的负载有机相，温度为25～50℃，相比O/A＝1～4，时间为1～5min，得到洗涤后的负载有机相；(4)用反萃剂S2反萃步骤(3)的负载有机相，温度为25～80℃，相比O/A＝1～6，时间为1～7min，得到含钛溶液和负载铁的有机相；(5)用反萃剂S3反萃步骤(4)的负载铁的有机相，温度为25～60℃，相比O/A＝1～6，时间为1～7min，得到含铁溶液。8.根据权利要求7所述的从含钛铁多金属氯化物酸性溶液中萃取钛和/或铁的萃取方法，其特征在于，步骤(2)中萃取方式为逆流萃取、分馏萃取或错流萃取，萃取级数为1～50级；步骤(3)中所述洗液S1为去离子水或浓度为7～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琦峰，朱珂瑀，任秀莲，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东,37