一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法技术

本发明专利技术涉及冶金化工技术领域，尤其涉及一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法。本发明专利技术利用有机酸高效的浸出含钛高炉渣制备含钛有机酸溶液，再经过水热分解反应直接制备得到二氧化钛。在上述过程中，本发明专利技术利用有机酸的酸性和络合性，与高炉渣中含钛矿相反应形成有机酸钛络合离子进入溶液，杂质相留在固相；含钛有机酸溶液进行水热分解制备得到二氧化钛，该过程反应条件温和，设备简单，钛浸出率高，可实现钛的高效浸出和分离。

A method of preparing titanium dioxide from blast furnace slag containing titanium

【技术实现步骤摘要】
一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法
本专利技术涉及冶金化工
，尤其涉及一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法。
技术介绍
含钛高炉渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中产生的渣。根据炉渣中钛品位高低，可分为高钛型高炉渣、中钛型高炉渣和低钛型高炉渣。含钛高炉渣主要化学成分包括CaO、MgO、Al2O3、SiO2、TiO2、FeO等。含钛高炉渣年产量大，仅攀钢由高炉冶炼钒钛磁铁矿产生的高炉渣多达400多万吨/年。但至今没有有效的处理含钛高炉渣回收钛资源的技术，导致大量的高炉渣堆放，造成大量的资源浪费和环境污染。因此，如何高效处理含钛高炉渣推动我国钛资源清洁、可持续发展成为国内外共同关注的课题。现阶段湿法冶金提钛方法，多采用酸浸、碱浸含钛高炉渣，经过水解、煅烧工序制备钛白粉。严芳等人通过两段硫酸法浸出水脆含钛高炉渣，钛的浸出率达到94％。Jiang等人通过硫酸法浸出水脆含钛高炉渣，钛浸出率约72％。熊瑶等研究了盐酸浸出含钛高炉渣，钛浸出率为72％。张鹏等研究了盐酸浸出水脆高炉渣，钛浸出率达90％以上。曹洪杨等研究了盐酸加压浸出改性含钛高炉渣，浸出液水解、煅烧后得到钛品位为95％以上的富钛料。CN107686897B提供了一种从含钛高炉渣中提钛的方法。该方法采用盐酸浸出含钛高炉渣得到偏钛酸，偏钛酸经过煅烧后得到二氧化钛。CN108085505A提供了一种含钛高炉渣中有价组分钛高效提取的方法。该专利技术将渣与金属粉充分混匀，一定气氛下充分反应，水洗除盐，弱酸溶钛，得到含钛溶液，经过氧化/水解/洗涤/煅烧得到二氧化钛。以上方法存在钛浸出率低，浸出液和浸出渣难以处理等难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法，所述方法可使含钛高炉渣中钛的浸出率达到98％，且浸出液与浸出渣易分离，制备得到的二氧化钛纯度在96％左右。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法，包括以下步骤：将含钛高炉渣和有机酸水溶液混合，发生浸出反应后，固液分离，得到含钛有机酸溶液和浸出渣；将所述含钛有机酸溶液进行水热分解反应，得到二氧化钛。优选的，所述含钛高炉渣为高钛型高炉渣、中钛型高炉渣或低钛型高炉渣。优选的，所述含钛高炉渣的粒度为100～400目。优选的，所述含钛高炉渣的质量与有机酸水溶液的体积比为1g：(4～20)mL；所述有机酸水溶液的质量浓度为10％～45％。优选的，所述有机酸水溶液中的有机酸为草酸、柠檬酸和甲酸中的一种或几种。优选的，所述浸出反应的温度为50～135℃，所述浸出反应的时间为0.5～5h。优选的，所述浸出反应的压力为0.1～3MPa；所述浸出反应在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率为100～600r/min。优选的，所述水热分解反应的温度为135～200℃，所述水热分解反应的压力为0.1～4MPa，所述水热分解反应的时间为0.5～4h。优选的，所述水热分解反应在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率为100～600r/min。本专利技术提供了一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法，包括以下步骤：将含钛高炉渣、有机酸和水混合，发生浸出反应后，固液分离，得到含钛有机酸溶液和浸出渣；将所述含钛有机酸溶液进行水热分解反应，得到二氧化钛。本专利技术利用有机酸高效的浸出含钛高炉渣制备含钛有机酸溶液，再经过水热分解反应直接制备得到二氧化钛。在上述过程中，本专利技术利用有机酸的酸性和络合性，与高炉渣中含钛矿相反应形成有机酸钛络合离子进入溶液，杂质相留在固相；含钛有机酸溶液进行水热分解制备得到二氧化钛，该过程反应条件温和，设备简单，钛浸出率高，可实现钛的高效浸出和分离。有益效果：1)本专利技术采用有机酸溶液浸出含钛高炉渣，实现了钛元素高效浸出，浸出率达99.5％以上；2)本专利技术将含钛草酸溶液采用水热分解法直接制备二氧化钛，实现了钛的沉淀率达到99.5％以上；3)本专利技术利用有机酸作为浸出剂更加环保，其他杂质相留在固相，与钛能够充分分离；4)本专利技术所述方法流程简单，能耗低，具有良好的经济效益和应用前景。附图说明图1为本专利技术所述利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法，包括以下步骤：将含钛高炉渣和有机酸水溶液混合，发生浸出反应后，固液分离，得到含钛有机酸溶液和浸出渣；将所述含钛有机酸溶液进行水热分解反应，得到二氧化钛(具体过程如图1所示)。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。本专利技术将含钛高炉渣和有机酸水溶液混合，发生浸出反应后，固液分离，得到含钛有机酸溶液和浸出渣。在本专利技术中，所述含钛高炉渣优选为高钛型高炉渣、中钛型高炉渣或低钛型高炉渣；所述含钛高炉渣的粒度优选为100～400目，更优选为200～220目。在本专利技术中，所述含钛高炉渣的粒度可以具体的为100目、150目、200目、250目、300目或400目。在本专利技术中，所述含钛高炉渣的粒度优选通过研磨实现；本专利技术对所述研磨没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。本专利技术对所述含钛高炉渣的来源没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。在本专利技术中，所述有机酸水溶液中的有机酸优选为草酸、柠檬酸和甲酸中的一种或几种，更优选为草酸；当所述有机酸为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术中，所述有机酸水溶液的质量浓度优选为10％～45％，更优选为15％～25％。在本专利技术中，所述有机酸的质量浓度可以具体选择为10％，15％，25％，35％或45％。在本专利技术中，所述含钛高炉渣的质量与有机酸水溶液的体积比优选为1g：(4～20)mL；，更优选为1g：(6～10)mL。在本专利技术中，所述含钛高炉渣的质量与有机酸水溶液的体积比可以具体选择为1g:4mL，1g:5mL，1g:8mL，1g:12mL，1g:15mL或1g:20mL。本专利技术对所述混合没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本专利技术中，所述浸出反应的温度优选为50～130℃，更优选为50℃，70℃，90℃，110℃或135℃；所述浸出反应的时间优选为0.5～5h，更优选为0.5～1.5h。在本专利技术中，所述浸出反应的时间可以具体选择为0.5h，1h，2h，3h，4h或5h。在本专利技术中，所述浸出反应的压力优选为0.1～3MPa，更优选为0.1～1MPa；在本专利技术中，所述浸出反应的压力可以具体选择为0.1MPa，1MPa，2MPa或3MPa。在本专利技术中，所述浸出反应优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率优选为100～600r/min，更优选为500r/min；在本专利技术中，所述搅拌的速率可以具体选择为100r/min，200r/min，300r/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将含钛高炉渣和有机酸水溶液混合，发生浸出反应后，固液分离，得到含钛有机酸溶液和浸出渣；/n将所述含钛有机酸溶液进行水热分解反应，得到二氧化钛。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用含钛高炉渣制备二氧化钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含钛高炉渣和有机酸水溶液混合，发生浸出反应后，固液分离，得到含钛有机酸溶液和浸出渣；
将所述含钛有机酸溶液进行水热分解反应，得到二氧化钛。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钛高炉渣为高钛型高炉渣、中钛型高炉渣或低钛型高炉渣。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含钛高炉渣的粒度为100～400目。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含钛高炉渣的质量与有机酸水溶液的体积比为1g：(4～20)mL；
所述有机酸水溶液的质量浓度为10％～45％。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫柏军，董自慧，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11