一种盐酸法制备钛白粉的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及湿法冶金技术领域，公开了盐酸法制备钛白粉的生产工艺，包括如下步骤，钛精矿依次经酸解、酸解渣固液分离、钛液还原与结晶、水解、偏钛酸固液分离、偏钛酸滤饼洗涤、焚烧母液配置、焚烧、HCl气体吸收、再生盐酸解析浓缩、酸配制工序；偏钛酸固液分离得到的偏钛酸经常规处理得到钛白粉。本申请采用盐酸酸解钛精矿，将钛精矿中的钛以TiOCl2形式进入溶液，经固液分离、水解结晶、洗涤等工序后生产钛白粉。同时，将盐酸法生产钛白粉的水解母液经HCl气体调整浓度之后返回酸解工序，实现了盐酸闭路循环。酸闭路循环。酸闭路循环。

【技术实现步骤摘要】
一种盐酸法制备钛白粉的生产工艺


[0001]本专利技术涉及钛白粉生产
，具体地说，涉及盐酸法制备钛白粉 的生产工艺。

技术介绍

[0002]我国攀西地区的钛资源储量占全国储量的90％以上，该地区的钛铁矿 主要是共生岩矿，共生岩矿的二氧化钛品位低，钙镁杂质含量高，其选后 钛精矿的二氧化钛品位一般在46～47wt％左右，氧化钙和氧化镁总计一般 在5～7％左右。此外，粒度细是该矿的又一特征，其粒度<200目的大约占 50％以上，而且随着深部矿石的开采，钛铁矿将越来越细。将该矿用于硫酸 法生产钛白粉将会产生大量的废硫酸和绿矾废渣，且该矿不适于作氯化法 钛白粉原料。开发一种适合于攀西地区钛铁矿的高效、清洁、环保利用的 高档钛白粉生产技术与工艺，是我国钛白领域科研工作者几十年来的心愿， 也是解决我国钛白行业可持续发展的根本出路。然而，时至今日，仍无一 个有效的技术可充分利用攀西地区的钛资源生产高档钛白粉，以至于该地 区巨大的钛资源得不到充分利用。
[0003]氯化法和硫酸法为当今世界上生产钛白粉的两个主要工艺流程。硫酸 法包括采用原生钛铁矿或酸溶性高钛渣进行酸解、溶解、(浓缩结晶)、 水解、水洗、漂白、加晶种煅烧等步骤，最终制得钛白粉。尽管硫酸法污 染较大，但其工艺成熟，对原料要求低，且成本较低，所以攀西地区乃至 中国主要还是以硫酸法为主生产钛白粉。氯化法所导致的环境污染比硫酸 法少得多，但是产生的氯化渣废弃物毒性作用更大，需经过深井填埋处理。 氯化法对原料要求较高，一般要求原料二氧化钛含量在92％以上、粒度须 在200目以上、杂质含量低，所以氯化法原料以金红石为主。攀西地区的 钛铁矿因品位低、杂质多、粒度细，用其制备人造金红石有诸多工艺难点。
[0004]盐酸法钛白粉生产技术是继硫酸法钛白粉生产技术和氯化法生产技术 之后的第三代钛白粉生产技术，它具有氯化法清洁生产的优点，同时比硫 酸法对原料要求更低，它可处理含高染色杂质(Cr，Ni)的钛精矿。
[0005]中国专利CN1114949A公开了利用31％工业盐酸在磷酸作为催化剂条 件进行酸解，经固液分离后用HCl调整钛液盐酸浓度至9M，经TBP/苯萃 取，有机相用0.6M盐酸洗涤后，再用4M盐酸反萃得精制钛液，浓缩精制 钛液后，在有机剂乙二醇单甲醚和三乙醇胺下，加热至沸腾进行水解，得 38～45nmTiO2，该专利生产的TiO2不具钛白粉要求的粒度分布范围 (200～300nm)。
[0006]中国专利CN1217298A公开了在偏钛酸水解晶种和还原剂存在条件下， 用稀盐酸分解钛铁矿并且同步水解成偏钛酸，再经重选分离偏钛酸与HF除 硅、煅烧后获得金红石型钛白粉。该专利将钛铁矿酸解与TiOCl2水解在同 一步完成，导致了未酸的杂质和水解的偏钛酸形成了同一固相体，最后采 用重选分离偏钛酸，所得金红石型钛白粉杂质含量高，无法满足钛白粉的 使用需求。
[0007]中国专利CN1689975A公开了将90％TiO2以上的钛物料与矿化剂焙烧， 经水洗和
过滤的滤饼干燥后，再加入盐酸酸解得氯化氧钛溶液，经浓缩和 萃取除杂后得较纯净的氯化氧钛溶液，氯化氧钛溶液在纳米晶种条件下水 解、固液分离、干燥和煅烧后得纳米水合二氧化钛。
[0008]中国专利CN1766137A公开了钛铁矿经盐酸酸解和过滤后得钛液，钛 液经还原、冷冻结晶、萃取和反萃除杂后得四氯化钛水溶液，四氯化钛水 溶液在加入聚丙烯酰胺或丙烯酸树脂下水解得4～6μm球型偏钛酸，再经 SnCl2处理、微波干燥、煅烧、筛分后得4～6μm金红石型钛白粉。
[0009]中国专利CN102602991A公开了利用盐酸对钛铁矿进行酸解，酸解反 应得到酸解清液用有机微乳液进行萃钛,酸解清液中的钛被有机微乳液中的 微乳膜构成的微细液珠收集在内，被分离为有机萃取液与萃余液，得到的 有机萃取液用反萃剂将钛反萃出，得到的反萃钛液经水解煅烧得到金红石 型钛白粉。然后采用有机微乳液的方法除去萃余液中的铁、铝、镁、钒等 杂质，得再生盐酸可返回酸解工序。
[0010]中国专利CN105271396A公开了将30～40％的盐酸与50～60％CaCl2在盐 酸发生器内混合产生的HCl溶液与气体进入酸解锅内对钛铁矿进行酸解， 待反应完成后降温和加铁粉还原过滤后得到钛液。

技术实现思路

[0011]<本专利技术解决的技术问题>
[0012]当前盐酸法钛白粉生产工艺中存在的问题在于：(1)水平衡问题：盐 酸法钛白粉生产工艺需要高浓度盐酸(HCl≥350g/L)对钛铁矿酸解，同时 还要保持钛液中足够高的剩余盐酸浓度(HCl≥200g/L)以防止氯化氧钛水 解，现在技术均未公开如何处理工艺中高浓度盐酸酸解与低浓度再生盐酸 之间的矛盾；另外，洗涤、萃取、酸解等产生的工艺废水和稀酸的去向问 题也没有得到解决；(2)生产成本问题：盐酸法钛白粉生产工艺中产生的 游离盐酸浓度在170～280g/L的母液(如萃余液、钛液的水解母液等)都未 进行综合利用，而是直接去酸再生或浓缩，从而导致了高的生产成本。
[0013]<本专利技术采用的技术方案>
[0014]针对上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供盐酸法制备钛白粉的生 产工艺。该方法采用盐酸酸解钛精矿，将钛精矿中的钛以TiOCl2形式进入 溶液，经固液分离、水解结晶、洗涤等工序后生产钛白粉。同时，将盐酸 法生产钛白粉的水解母液经HCl气体调整浓度之后返回酸解工序，实现了 盐酸闭路循环。
[0015]具体内容如下：
[0016]本专利技术提供了盐酸法制备钛白粉的生产工艺，包括如下步骤：
[0017](1)钛精矿与盐酸酸解液共混进行酸解，得到酸解浆料I；酸解浆料I 经固液分离，得到钛液和酸解渣；
[0018](2)将(1)中的钛液经还原、冷冻结晶、固液分离处理，得到低铁 钛液和四水氯化亚铁；
[0019](3)将(2)中的低铁钛液进行水解，得到包含有偏钛酸结晶体的浆 料II；再将浆料II经固液分离，得到水解母液和偏钛酸结晶体；偏钛酸结 晶体经洗涤得到偏钛酸和稀母液；偏钛酸经常规处理得到钛白粉；
[0020](4)以(2)中的四水氯化亚铁、(3)中的一部分水解母液、以及(3) 中的一部分稀母液共混得到焚烧母液，焚烧母液经焚烧得到HCl气体，HCl 气体经(3)中的另一部分稀母液吸附得到稀盐酸；
[0021](5)将(4)中的稀盐酸进行分流，第一部分用于生产浓缩HCl气体， 第二部分用于配置(1)中的盐酸酸解液。
[0022]<本专利技术的有益效果>
[0023]1.本专利技术的工艺流程实现了氯根离子的完全闭路循环以及无废水排放。 当前，常规的钛白粉工艺是一个大耗水工艺，如硫酸法钛白粉工艺耗水与 废水排放量为40～60m3/t TiO2。本专利技术将钛白粉洗涤液进入盐酸再生工序， 用于HCl气体吸附塔从而生产再生盐酸(稀盐酸)，再经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.盐酸法制备钛白粉的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)钛精矿与盐酸酸解液共混进行酸解，得到酸解浆料I；酸解浆料I经固液分离，得到钛液和酸解渣；(2)将(1)中的钛液经还原、冷冻结晶、固液分离处理，得到低铁钛液和四水氯化亚铁；(3)将(2)中的低铁钛液进行水解，得到包含有偏钛酸结晶体的浆料II；再将浆料II经固液分离，得到水解母液和偏钛酸结晶体；偏钛酸结晶体经洗涤得到偏钛酸和稀母液；偏钛酸经常规处理得到钛白粉；(4)以(2)中的四水氯化亚铁、(3)中的一部分水解母液、以及(3)中的一部分稀母液共混得到焚烧母液，焚烧母液经焚烧得到HCl气体，HCl气体经(3)中的另一部分稀母液吸附得到稀盐酸；(5)将(4)中的稀盐酸进行分流，第一部分用于生产浓缩HCl气体，第二部分用于配置(1)中的盐酸酸解液。2.根据权利要求1所述的盐酸法制备钛白粉的生产工艺，其特征在于，所述(1)中，钛精矿与盐酸酸解液的液固比为3～6L/kg；盐酸酸解液包括Cl
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浓度为300～450g/L的盐酸溶液，其中包含Cl
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浓度为30～100g/L的可溶性氯盐溶液。3.根据权利要求1所述的盐酸法制备钛白粉的生产工艺，其特征在于，所述(1)中，酸解在HCl气氛的密闭容器中进行，HCl压力为0.5～2.0kg/cm2，酸解温度为50～100℃，酸解时间为2～8h。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的盐酸法制备钛白粉的生产工艺，其特征在于，所述(2)中，还原采用的还原剂包括铁粉、铝粉、H2S、或Na2SO3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：官长平，林一明，
申请(专利权)人：四川省有色矿冶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：