用于提高含钛物料品位的浸取液的处理制造技术

一种用于碱性浸取含钛物料的工业实际方法。该方法包括下列工艺步骤：（Ⅰ）用碱性浸取液浸取含钛物料以使含钛物料中的杂质进入溶液中；和（Ⅱ）处理浸取液以提高浸取液在步骤（Ⅰ）中的去除杂质的效果。尤其是，步骤（Ⅱ）可包括浸取液的加热或加入添加剂如硅酸钠或石灰以引起氧化铝和二氧化硅的沉淀。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于浸取含钛物料中的杂质以提高含钛物料的二氧化钛含量的浸取液(leachant)的处理。术语“含钛物料”在本专利技术中可理解为一种含有至少2wt％钛的物料。尤其是本专利技术涉及浸取液的处理以便提高用于除含钛物料中的杂质的浸取液的效果。更具体地说，尽管决不仅仅是，本专利技术涉及将对二氧化硅和氧化铝的浸取方法的影响降至最低程序。二氧化硅和氧化铝作为杂质存在于许多含钛物料中。在本专利技术特定实施方案中提供一种方法，因而，在浸取工艺中循环浸取液内的二氧化硅和氧化铝的浓度保持在对浸取工艺过程有害影响的浓度以下。在工业氯化工艺过程中，含有二氧化钛的原料与焦炭一起送入各种结构(流化床，高炉、熔融盐)的氯化器中，在700-1200℃的范围的最高温度下进行操作。工业氯化器最普通的型式是流化床结构。把气体氯通经含二氧化钛和炭的进料中，使二氧化钛转化成四氯化钛气体，然后从排气流中排出并为了进一步净化和加工处理可将它冷凝成液体四氯化钛。按在工业氯化器中进行的氯化工艺非常适合于将纯二氧化钛原料转化成四氯化钛。然而，大多数其它进料(即原料中的杂质)会引起许多困难，而使氯化工艺本身或使随后的冷凝和提纯步骤大大地复杂化。附表提供了所遇到的各种问题的说明。另外，不进入产物的各种进料基本上影响产生用于废物处理和排放的废物。一些进料(例如重金属、放射性物质)会引起废物的分类，从而有可能要求在监视的容器内由专人处置。对于氯化来说优选的进料是高品位的物料，矿石金红石是最适合于本专利技术的原料。金红石的缺乏已经导致研究通过提高天然存在的钛铁矿(40-60％TiO2)品位而形成的其它原料，例如含钛的炉渣(大约86％TiO2)和人造金红石(各种92-95％TiO2)。这些提高品位的方法以去除铁作为主要目标，但也扩展到去除锰和碱土金属杂质，以及一些铝。主要进料氯化 冷凝 提纯Fe， Mn消耗氯， 固/液氯焦炭，增加化物堵塞气体体积 的管道系统，成为淤泥碱金属和由于液体碱土金属氯化物而使流化床流化态停滞，消耗氯、焦炭Al 消耗氯、 引起腐蚀 引起腐蚀，焦炭成为淤泥Si 富集在氯 能遇到管 可能要求从化器内， 道阻塞。产物中蒸馏降低炉子 部分随四的寿命。氯化钛冷消耗焦凝炭、氯V 必须通过化学处理和蒸馏而除去Th、Ra 富集在氯化器的砖砌体内，放射性的；可引起废物处理困难在现有技术中已由含钛的矿物例如钛铁矿经各种技术而制成人造金红石。按照最为通用的技术，如西澳大利亚(Western Australia)的各种运行技术，在旋转炉中用煤或炭在温度超过1100℃下、还原含钛矿物，在该方法中，矿物中的铁含量基本上金属化。硫的加入可使锰杂质部分转化成硫化物。还原后使金属化产物冷却，与结合的炭分离，然后进行含水充气以除去基本上全部呈可分的细粒氧化铁的所含金属铁。分离后的含钛产物用2-5％的硫酸水溶液处理以溶解锰和一些残余的铁。正如所公开的或运用的，该法基本上没有化学去除碱金属或碱土金属、铝、硅、钒或放射性核素。此外，铁和锰的去除是不完全的。在近来公开的资料提供了一种在较低的温度下还原的方法，并且提出在含水充气和氧化铁分离步骤后进行盐酸浸取的方法。按照公开的内容该法对除去铁、锰、碱金属和碱土金属杂质、大部分的铝进料和一部分钒以及钍诸方面是有效的。按照在现有的窑炉基础上的设备改型，可以实施该方法。然而，该方法在钒的充分去除方面是无效的而且对硅的化学影响很小。在另外的现有技术专利技术中，已经获得了高度去除镁、锰、铁和铝。在这种方法中，钛铁矿通常在旋转炉内首先被热还原至其氧化铁含量基本上全部还原(即没有明显的金属化)。，然后将经冷却、还原过的产物在35psi压力和140-150℃下用过量的20％氯化氢浸取，以便除去铁、镁、铝和锰。为了氯化氢的再生使浸取液经过喷雾煅烧，再循环至浸取步骤。在另一方法中，通过热氧化先使钛铁矿进行粒料的精制，随后热还原(既可在流化床上也可在旋转炉中)。还原的产物经冷却，再用过量的20％氯化氢进行常压浸取，以除去有害的杂质。在本方法中也是通过喷雾煅烧而实施酸的再生。在所有的上述提到的基于盐酸浸取的方法中，杂质的去除是相似的。钒、铝和硅的去除都不是充分有效。还有另外一种方法，先使钛铁矿在旋转炉内用炭进行热还原(没有金属化)，接着在非氧化性气氛中冷却。经冷却，还原后的产物在20-30psi范围表压和130℃下用10-60％(一般18-25％)的硫酸浸取，同时有晶种存在，该晶种有助于溶解的二氧化钛的水解，从而有助于杂质的浸取。该法也提出了用盐酸代替硫酸。在这种情况下可以得到与用其它基于盐酸的体系所能达到的杂质去除程度相似。当使用硫酸时放射性的去除将是不完全的。用于使钛铁矿提高到更高品位产物的通常选用的方法是在电炉中与加入的焦炭一起熔融钛铁矿，产生熔融的含钛炉渣(适于浇铸和破碎)和生铁产物。问题在于，在这种方式中杂质中只有铁被去除，因而作为方法组成的局限性的结果只是不完全。可用于将物料提高品位使二氧化钛高含量达到适于氯化的各种可用的原料都可得到。为了生产适合氯化的原料，通过现有技术的方法不能令人满意地提高品位以适于氯化的主要二氧化钛原生源的实例包括硬岩石(非岩屑的)钛铁矿、含硅的白钛石、许多原生的(未风化的)钛铁矿和巨大的锐钛矿资源。许多这种次生源(例如含二氧化钛的炉渣)也是存在的。很清楚目前非常鼓励发现适于提高含钛原料品位的方法，所述方法能经济地产生高级产品而几乎可不管原料中杂质的性质。当前二氧化钛颜料的生产者们使用氯化物法时要求原料具有尽可能低的二氧化硅含量。通常大多数原料的SiO2都低于2％。如果由于各种原因，在要使用具有高含量二氧化硅的原料时，则要混入其它低的二氧化硅含量的另外的原料，但经常伴随着显著的高成本和生产率损失。因此供应氯化用的含钛原料按传统作法要选择能产生二氧化硅含量低的处理过的产物的矿石和精矿。这通常通过基于物理分离的矿物精选技术而达到的。在这些方法中仅可能除去基本上大部分的游离石英粒而不会牺牲有价值的二氧化钛矿物的回收。矿物学上夹带的二氧化硅含量通常保留在含钛精矿中。在目前实施的用于钛铁矿制成人造金红石的提高品位的方法中，铁和其它主要杂质的去除对二氧化硅来说导致浓缩作用，这加重了提高品位工厂对钛铁矿精矿作原料的要求。二氧化硅不会被任何工业化的提高品位的方法所除去。用化学方法去除含钛精矿和质量已经提高的物料中的二氧化硅，从理论上来说通过水溶液浸取是能达到的。从含钛物料中浸取二氧化硅经常伴随着其它杂质如氧化铝的浸取。所述杂质在大多数的含钛物料中都是存在的。甚至当低浓度的杂质如氧化铝被保留在溶液中时，二氧化硅在浸取时可以作为杂质和含二氧化硅的固体化合物而沉淀，降低了浸取的效果。因此必须严密控制某些杂质如氧化铝在由任何浸取处理工艺所产生的浸取液(leachant)中的浓度并使用较高比例的浸取液和固体进料。在现有技术中，二氧化硅和某些其它的杂质通过用高度过量的单一苛性碱溶液的水溶液浸取可从含钛物料中而除去。过量对于防止存在于含钛物料中的杂质(例如氧化铝)干扰浸取效果是必要的。在某些情况下，废浸取液可被弃去。在抛弃前所述溶液一般要求中和以满足环境的限制。苛性碱浸取液和中和步骤的费用通常大大超过用于提高品位的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于含钛物料碱性浸取的工业实际方法，该法包括下列工艺步骤：（ｉ）用碱性浸取液浸取含钛物料以使含钛物料中的杂质进入溶液；和（ｉｉ）处理浸取液以提高浸取液在步骤（ｉ）中的去除杂质时的效果。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J霍利特，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]