一种氯化法钛白粉副产盐酸生产钛白粉方法技术

本发明专利技术涉及一种钛白粉的方法，具体地说是利用含有TiOCl2的氯化法钛白粉副产盐酸与钛精矿进行酸解反应，分离去除其中的二氧化硅等酸不溶物后，将酸解钛液进行水解得到二氧化钛粗品，再对二氧化钛粗品进行洗涤和后处理后得到钛白粉成品，而水解液经过重结晶后则可制得高品质的氯化亚铁晶体。

【技术实现步骤摘要】
一种氯化法钛白粉副产盐酸生产钛白粉方法
本专利技术涉及一种钛白粉的方法，属于钛化工领域。具体地说是利用含有TiOCl2的氯化法钛白粉副产盐酸与钛精矿进行酸解反应，分离去除其中的二氧化硅等酸不溶物后，将酸解钛液进行水解得到二氧化钛粗品，再对二氧化钛粗品进行洗涤和后处理后得到钛白粉成品。属于钛化工领域。
技术介绍
在氯化法钛白粉的生产过程中，氯化工序的尾气酸洗废酸有两种：一种是盐酸浓度约为20%的HCl，其中含有TiOCl2浓度为10.2%左右；另一种是盐酸浓度约为28%的HCl，TiOCl2浓度为1.2%左右。在使用这种含有TiOCl2杂质的盐酸时，TiOCl2会随着游离盐酸浓度降低而发生水解反应析出TiO2，这种水解析出的细颗粒TiO2成为固相杂质存在于反应体系中，导致这种盐酸的应用领域受到很大的限制。有研究人员开发了一种氯化钛白副产盐酸用于钛白粉包膜的方法，该方法通过对氯化尾气水洗回收的含有TiOCl2的粗盐酸作为包膜剂通过采用无机和有机复合包膜工艺对钛白粉进行包膜，可提高钛白粉的亲水性、抗粉化性、消色力和保色性，但盐酸中的TiOCl2在过程中水解并不完全，且盐酸并未得到充分利用，这一过程仅仅是将盐酸使用了一次，其中的钛氯资源并未得到有效利用。还有研究者公开了一种氯化法钛白粉生产中氯化淋洗尾气过程所产生废盐酸的综合利用方法，该方法将氯化法生产过程中产生的酸性尾气直接通过水洗塔，水洗后的尾气再通过碱洗塔，然后达标排放。向水洗过程中产生的酸性废水中加入碱性物质，调节其pH使溶液中的TiOCl2在水解生成TiO2不溶物，继而将溶液进行过滤，滤渣回收利用。该方法通过简单的中和使得TiOCl2水解为TiO2成为了固体废弃物，溶液得到低价值的氯化盐，没有实现对其有较高价值的资源化利用。另外，还有利用氯化尾气中的一氧化碳作为热源，将氯化尾气酸洗得到含有TiOCl2的副产盐酸脱析得到高纯氯化氢的方法。该方法虽然可对其中的盐酸脱析回收得到较高品质的氯化氢，但其中的TiOCl2在盐酸脱析过程中水解析出的TiO2却成了固体废物，未能实现对其的资源化利用。其他还有利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法，该方法将氯化法钛白粉生产过程中的氯化废气通入酸洗塔，通过喷淋18~22％稀盐酸将废气中含有的TiCl4吸收，盐酸溶液中TiCl4遇水发生水解反应，生成TiOCl2和HCl，通过两级膜过滤系统，将氯化废气生成的含TiOCl2的盐酸溶液进行分离，得到盐酸溶液和TiOCl2水解生成的TiO2。这种方法采用膜过滤将TiOCl2和HCl进行分离，其效率较低导致其经济性比较差。因此，为高效利用氯化法钛白粉生产过程中副产含有TiOCl2的盐酸，本专利技术结合盐酸法钛白粉的生产工艺过程，利用盐酸酸解钛精矿让其中的氧化铁、氧化钙、氧化镁等金属氧化物生成氯化盐的同时，钛精矿的中的氧化钛相也会和盐酸反应生成TiOCl2，合并于这种氯化钛白粉副产盐酸中本就含有的TiOCl2，通过对其水解成为TiO2粗品，粗品经过后处理后得到钛白粉成品。水解后含有氯化铁盐和盐酸的母液则通过蒸发浓缩得到氯化亚铁的饱和溶液，再将其在10~15℃以下的冰水混合物中结晶析出氯化亚铁晶体，经过重结晶后制得高品质的氯化亚铁晶体；含有氯化氢的蒸汽冷凝为盐酸后则返回钛精矿酸解系统循环利用。钛精矿酸解过程中的主要化学反应方程式为：FeO·TiO2+4HCl=FeCl2+TiOCl2+2H2OFe2O3·TiO2+8HCl=2FeCl3+TiOCl2+4H2OMgO·TiO2+4HCl=MgCl2+TiOCl2+2H2OCaO·TiO2+4HCl=CaCl2+TiOCl2+2H2OTiOCl2水解生成TiO2的化学反应方程式为：TiOCl2+H2O=TiO2↓+2HCl。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用含有TiOCl2的氯化钛白副产盐酸酸解钛精矿生成富含TiOCl2的酸解钛液，进而水解并进一步后处理得到钛白粉成品。本专利技术让氯化法钛白粉副产盐酸中原本含有的TiOCl2与盐酸与钛精矿酸解后得到的TiOCl2进行了整合，并最终成为钛白粉成品，使氯化钛白副产盐酸中的钛元素得到了高附加值利用，氯元素也实现了充分的利用，克服了现有方法中对其钛元素和氯元素利用效率较低的不足的缺点，有效实现了氯化法钛白粉副产盐酸的高效资源化利用。本专利技术的目的是这样实现的：量取一定量含有TiOCl2的氯化钛白副产盐酸加入到酸解反应釜中，同时按照一定的酸矿比加入定量的经过脱水干燥处理钛精矿，关闭酸解反应釜的进料阀。往酸解反应釜的夹套中通入蒸汽进行加热，保持酸解温度在85~95℃，并开启搅拌，使钛精矿的金属氧化物和盐酸充分接触进行反应。在酸解反应的过程中，将后续闪蒸水解工序产生的冷凝盐酸补充于酸解反应釜中，维持反应体系的酸度。反应结束后，将反应物进行过滤，分离不溶固体残渣后，得到钛液。将分离了酸不溶物的钛液经过石墨换热器加热到105~115℃，然后输送到闪蒸罐进行闪蒸水解。在这一过程中，钛液中的TiOCl2随着酸浓度降低水解析出为TiO2不溶物，可溶性的金属氯化盐FeCl2、FeCl3、MgCl2、CaCl2等则仍然留在溶液中；然后将水解产物进行分离，对TiO2不溶物经过洗涤后再对其按照现有钛白粉的后处理工序处理后得到钛白粉成品；水解溶液进行重结晶后可值得品质较高的氯化亚铁晶体。本专利技术的有益效果是：通过利用含有TiOCl2的氯化法钛白粉副产盐酸对钛精矿进行酸解反应，利用酸解反应生成的TiOCl2并整合盐酸中原有的TiOCl2使其得以充分的利用，可溶性的金属氯化盐则通过重结晶制为高品质的氯化亚铁晶体，整个工艺过程对原料中的钛元素和氯元素实现了充分的资源化利用，大大提高了该工艺过程的经济性。附图说明图1为本专利技术氯化钛白副产盐酸生产钛白粉的流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的保护范围并不只限于这些例子。实施例一：按照酸矿比为7:1，将700g含有10.2%的TiOCl2氯化法钛白粉副产盐酸（游离盐酸浓度为21.2%）和攀枝花某公司生产的100g钛精矿（TiO246.5%、FeO2+Fe2O348.2%）投入到酸解反应釜中，控制温度为90±2℃条件下搅拌反应3小时，酸解反应过程中将后续闪蒸水解收集的冷凝盐酸补充于酸解反应釜中，保持其酸解液的游离盐酸浓度不低于150g/L。酸解反应结束后对酸解混合物进行过滤，分离其中的酸不溶物，然后对酸解液加热到110±2℃，进入到闪蒸罐中进行闪蒸水解。当水解液中游离酸浓度低于100g/L后，水解反应结束，将其进行过滤洗涤干燥，得到80.7gTiO2粗品，然后对其进行后处理得到钛白粉成品。实施例二：按照酸矿比为6:1，将600g含有10.2%的TiOCl2氯化法钛白粉副产盐酸（游离盐酸浓度为21.2%）和海南某公司生产的100g钛精矿（TiO248.1%、FeO2+Fe2O349.3%）投入到酸解反应釜中，控制温度为90±2℃条件下搅拌反应3小时，酸解反应过程中将后续闪蒸水解收集的冷凝盐酸补充于酸解反应釜中，保持其酸解液的游离盐酸浓度不低于150g/L。酸解反应结束后对酸解混合物进行过滤，分离其中的酸不溶物，然后对酸解液加热到110±2℃，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛白粉的生产方法，其特征在于利用含有TiOCl2的氯化钛白粉的副产盐酸对钛精矿进行酸解反应，分离出酸不溶物后的酸解钛液在游离盐酸浓度不低于150g/L的条件下进行闪蒸水解得到TiO2粗品，过滤、洗涤、煅烧及后处理TiO2粗品后得到金红石型钛白粉。

【技术特征摘要】
1.一种钛白粉的生产方法，其特征在于利用含有TiOCl2的氯化钛白粉的副产盐酸对钛精矿进行酸解反应，分离出酸不溶物后的酸解钛液在游离盐酸浓度不低于150g/L的条件下进行闪蒸水解得到TiO2粗品，过滤、洗涤、煅烧及后处理TiO2粗品后得到金红石型钛白粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对钛精矿的酸解反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐红梅，邓科，阳丽，高凯歌，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：发明
国别省市：四川,51