二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法技术

本发明专利技术属于钛产品生产技术领域，具体涉及一种二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法。针对现有生产钛黄粉的方法产出大量废气、废水，资源利用率低且污染环境等问题，本发明专利技术提供一种二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法，包括机械活化钛精粉、常压酸解、热过滤及萃取、钛液水解、洗涤、干燥、煅烧制备钛黄粉、加压酸浸制备二氧化钛等步骤，通过将钛黄粉生产工艺、二氧化钛生产工艺、盐酸浓缩工艺等进行有效的结合，基本能使生产废酸得到循环使用，减少三废排出，节约生产成本和能耗。本发明专利技术方法能实现钛黄粉和二氧化钛生产的产业化，与环境友好，还节能降耗，节约生产成本，具有重要的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法
本专利技术属于钛产品生产
，具体涉及一种二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法。
技术介绍
我国是陶瓷产业大国，钛熔块又是制备陶瓷的主要原料之一，主要用于内墙砖的不透水底釉，外墙砖和地砖的底釉和面釉。目前，我国钛熔块制备企业，采用的钛原料较为单一，基本上都是硫酸法生产的非涂料级锐钛型钛白粉。硫酸法生产钛白粉是用钛精粉或酸溶性钛渣与硫酸进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液，经水解得到偏钛酸沉淀，再进入砖窑煅烧产出TiO2。硫酸法制备非涂料级钛白粉已经有上百年的历史，中国也有50年之久，因其能耗高、污染大，国内正在生产的硫酸法非涂级钛白粉企业不足10家，且单条产能低，很多厂家都在万吨级以下，在国内淘汰落后技术和环保高压态势的促使下，很可能会被淘汰与关停。钛熔块企业寻求较为廉价和专业化的钛产品(或富钛原料)来替代硫酸法非涂料级钛白粉已经是大势所趋。在我国，五十年代就有利用盐酸浸取钛精粉制备钛黄粉的研究与中试化生产，并取得了成功。相继也建设了数家钛黄粉生产厂，它们都是利用浓盐酸加压浸出制备钛黄粉。随着国家对环保事业的高度重视，这些传统的钛黄粉企业虽通过多次改造，但仍然无法摆脱盐酸雾和氯化盐及废水处理的困境，同时设备事故频发，引发环境事故，最后企业逼迫关停。目前国内钛黄粉基本没有上规模化的企业来生产，钛黄粉货源短缺，市场紧俏，基本上依靠进口来满足国内市场。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：现有生产钛黄粉的方法产出大量废气、废水，资源利用率低且污染环境等问题。本专利技术解决技术问题的技术方案为：提供一种二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法。该方法包括以下步骤：a、机械活化钛精粉将钛精粉球磨1.5h以上，并且使400目筛上物≤0.2％，制得活化钛精粉；b、常压酸解取步骤a制得的活化钛精粉，加入浓盐酸，加热至85～95℃，进行酸解反应；c、热过滤及萃取将步骤b酸解后的物料过滤，滤饼用稀盐酸和水洗涤1～3次，滤液用复合萃取剂萃取，分离出钛液和铁；d、钛液水解将步骤c所得钛液加热至85～95℃，倒入预装有热水的水解锅，进行水解反应；e、洗涤、干燥、煅烧制备钛黄粉将步骤d水解产物进行过滤、洗涤、干燥、煅烧后，制得钛黄粉；f、加压酸浸制备二氧化钛将步骤e过滤后的滤液升温至105～140℃，加入步骤a制得的活化钛精粉，加压酸浸后放料冷却，将冷却后的物料洗涤、干燥、煅烧，制得二氧化钛。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤a中所述的钛精粉为粒径在20～200目的钛精粉。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤a中所述球磨时加入低铬钢球。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤b中所述的浓盐酸为浓度28～33wt％的盐酸。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤b中所述的钛精粉与盐酸的矿酸体积比为1﹕7～10。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤b中所述的酸解温度为85～95℃，酸解时间为1.5～4小时。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤c中所述洗涤后滤饼用于制备高钛硅粉。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤c中所述的复合萃取剂为磺化煤油、20#溶剂油、磷酸酯类物质或腈类物质中的至少两种。优选为磺化煤油、20#溶剂油和腈类物质按体积比0.5～1.5﹕1～3﹕0.3～1.6进行混合。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤d中所述倒入的速度为0.5～1.5m3/min。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤d中所述的热水温度为80～95℃。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤d中所述的热水与钛液的体积比为1﹕10～15。其中,上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤d中所述的水解温度为105～115℃，水解时间为2.5～4.5小时。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤e中所述煅烧温度为750～980℃，煅烧时间为3～6小时。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤e、f中所述洗涤为采用稀盐酸洗涤1～2次后，再水洗1～2次。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤e、f中洗涤后的洗涤液经过浓缩，制得浓度为28～33wt％的浓盐酸返回步骤b。进一步的，上述浓缩的具体操作为：先蒸发洗涤液，得到浓度为18～22wt％的含盐盐酸溶液，再进行喷雾焙烧，产生出HCl气体，通过降膜吸收制备出浓度为28～33wt％的浓盐酸。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤f中所述的钛精粉与滤液的重量体积比为1﹕3.5～6.5。其中，上述二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法中，步骤f中所述的加压后压力为0.2～0.4Mpa。本专利技术的有益效果为：本专利技术将钛黄粉生产工艺、二氧化钛生产工艺、盐酸浓缩工艺等进行有效的结合，并对各个工艺进行了调整，得到一条清洁化生产钛黄粉和二氧化钛的生产线。该方法解决了钛黄粉生产中废气、废水产量大、污染环境的问题，通过将其生产工艺与二氧化钛生产工艺有效整合，基本能使生产废酸得到循环使用，减少三废排出，节约生产成本和能耗；同时，本专利技术的生产线中能产出高钛硅粉和氧化铁粉两种副产物，分别可作为熔块的辅料和生产铁红的原料或者优质的球团原料，除此之外，无其他固体废弃物产生，经济环保。本专利技术的技术方案能实现钛黄粉和二氧化钛生产的产业化，与环境友好，还节能降耗，节约生产成本，具有重要的经济效益。具体实施方式本专利技术提供一种二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法，包括以下步骤：a、机械活化钛精粉将钛精粉球磨1.5h以上，并且使400目筛上物≤0.2％，制得活化钛精粉；b、常压酸解取步骤a制得的活化钛精粉，加入浓盐酸，加热至85～95℃，进行酸解反应；c、热过滤及萃取将步骤b酸解后的物料过滤，滤饼用稀盐酸和水洗涤1～3次，滤液用复合萃取剂萃取，分离出钛液和铁；d、钛液水解将步骤c所得钛液加热至85～95℃，倒入预装有热水的水解锅，进行水解反应；e、洗涤、干燥、煅烧制备钛黄粉将步骤d水解产物进行过滤、洗涤、干燥、煅烧后，制得钛黄粉；f、加压酸浸制备二氧化钛将步骤e过滤后的滤液升温至105～140℃，加入步骤a制得的活化钛精粉，加压至酸浸后放料冷却，将冷却后的物料洗涤、干燥、煅烧，制得二氧化钛。在钛黄粉生产工艺中，本专利技术先对原料钛精粉进行了球磨活化。钛精粉在球磨过程中，温度升高，钛精粉晶格产生裂痕，且随着颗粒的微细化程度增大，吸附力大大增强，易于盐酸的浸入和酸解。球磨后的钛精粉粒度以400目以下为宜，活化后的钛精粉在常压下便可与盐酸进行酸解反应。酸解后进行过滤和萃取，热过滤后的酸解钛液，其溶液中含有大量的亚铁离子、钙镁离子与TiOCl2，选择复合萃取剂对钛进行萃取3～5次，使钛与HCl、FeCl2和钙镁离子进行分离，同时钛也得到浓缩，满足水解的需要。复合萃取剂为磺化煤油、20#溶剂油、磷酸酯类物质或腈类物质中的至少两种。优选为磺化煤油、20#溶剂油和腈类物质按体积比0.5～1.5﹕1～3﹕0.3～1.6进行混合。萃取完成后，可用稀盐酸将萃取剂解析后循环使用，节约成本。在本专利技术中，将钛液水解后的滤液刚好用于和钛精粉进行加压浸出反应，用以制备二氧化钛。钛液水解后的滤液中主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法，其特征在于，包括以下步骤：a、机械活化钛精粉将钛精粉球磨1.5h以上，并且使400目筛上物≤0.2％，制得活化钛精粉；b、常压酸解取步骤a制得的活化钛精粉，加入浓盐酸，加热至85～95℃，进行酸解反应；c、热过滤及萃取将步骤b酸解后的物料过滤，滤饼用稀盐酸和水洗涤1～3次，滤液用复合萃取剂萃取，分离出钛液和铁；d、钛液水解将步骤c所得钛液加热至85～95℃，倒入预装有热水的水解锅，进行水解反应；e、洗涤、干燥、煅烧制备钛黄粉将步骤d水解产物进行过滤、洗涤、干燥、煅烧后，制得钛黄粉；f、加压酸浸制备二氧化钛将步骤e过滤后的滤液升温至105～140℃，加入步骤a制得的活化钛精粉，加压酸浸后放料冷却，将冷却后的物料洗涤、干燥、煅烧，制得二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法，其特征在于，包括以下步骤：a、机械活化钛精粉将钛精粉球磨1.5h以上，并且使400目筛上物≤0.2％，制得活化钛精粉；b、常压酸解取步骤a制得的活化钛精粉，加入浓盐酸，加热至85～95℃，进行酸解反应；c、热过滤及萃取将步骤b酸解后的物料过滤，滤饼用稀盐酸和水洗涤1～3次，滤液用复合萃取剂萃取，分离出钛液和铁；d、钛液水解将步骤c所得钛液加热至85～95℃，倒入预装有热水的水解锅，进行水解反应；e、洗涤、干燥、煅烧制备钛黄粉将步骤d水解产物进行过滤、洗涤、干燥、煅烧后，制得钛黄粉；f、加压酸浸制备二氧化钛将步骤e过滤后的滤液升温至105～140℃，加入步骤a制得的活化钛精粉，加压酸浸后放料冷却，将冷却后的物料洗涤、干燥、煅烧，制得二氧化钛。2.根据权利要求1所述的二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法，其特征在于：步骤a中所述球磨时加入低铬钢球。3.根据权利要求1所述的二氧化钛和钛黄粉清洁化生产的方法，其特征在于：步骤b中所述的钛精粉与盐酸的矿酸体积比为1﹕7～10。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小强，金斌，
申请(专利权)人：大英立亚钛业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51