盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法技术

本发明专利技术涉及湿法冶金技术领域，公开了盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，包括如下步骤：钛精矿与盐酸酸解液共混后，在HCl气氛的密闭容器中酸解，得到酸解浆料；酸解浆料经固液分离，得到氯化氧钛溶液和酸解渣；盐酸酸解液包括盐酸、可溶性氯化盐以及水，盐酸酸解液来源于氯化氧钛溶液经处理得到二氧化钛后的副产物。本发明专利技术循环利用了氯化氧钛溶液，减少了氯化氧钛溶液的后处理；同时，充分利了氯化氧钛溶液中的氯化盐对钛铁矿酸解的促进作用和回收了氯化氧钛溶液中的氯化氧钛。用和回收了氯化氧钛溶液中的氯化氧钛。用和回收了氯化氧钛溶液中的氯化氧钛。

【技术实现步骤摘要】
盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶金
，具体地说，涉及盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法。

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。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。
[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38～45nm TiO2。
[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。
[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公开了一种盐酸
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萃取法制备金红石钛白粉的方法，该方法将钛铁矿在50～100℃和矿酸比1:3～9条件下用盐酸酸解，然后经过滤后得钛液，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15～34％盐酸在75～105℃条件下对钛铁矿进行酸解，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。
[0011]中国专利CN104263016B，CN87100993A都公开了将盐酸与HCl气体在一定压力下的反应釜内对钛铁矿进行酸解生成含有钛铁离子的盐酸溶液。
[0012]我国攀西钛资源特性非常适合盐酸法钛白粉生产工艺。然而当前的盐酸法钛白粉生产工艺，无法实现盐酸完全闭路循环，造成了大量的稀酸和氯化盐无法处理，难以达到清洁排放的目的。因此，寻找一种可实现盐酸完全闭路循环的钛铁矿酸解液，用于钛铁矿酸解具有重要的意义。

技术实现思路

[0013]<本专利技术解决的技术问题>
[0014]当前钛白矿酸解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有足够高的剩余盐酸浓度(HCl≥200g/L)，用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；(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，这些母液不仅含有较高的游离盐酸，而且还含有一定量的氯化盐。直接去酸再生或浓缩导致了高的生产成本。
[0015]<本专利技术采用的技术方案>
[0016]针对上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法。
[0017]该方法利用盐酸酸解液酸解钛铁矿(钛精矿)，将钛铁矿中的钛以TiOCl2(氯化氧钛)形式进入溶液，经固液分离后生产氯化氧钛溶液(也称为钛液)，氯化氧钛是生产钛白粉等的原料。
[0018]钛铁矿酸解是在盐酸体系中进行，盐酸体系面临最难的问题是水平衡，因为水中的氯根离子是一种最难处理的离子，它无法排放于环境之中。由于钛白粉要求杂质含量非常低，故要求大量洗涤水，同时产生大量低盐度的盐酸，这将限制盐酸法生产钛白粉工艺的产业化。利用盐酸酸解液来酸解钛铁矿充分利了低盐度盐酸中的氯化盐，达到增加盐酸活度的特性的目的，不仅综合利用了盐酸体系中的含盐盐酸，而且提高了钛铁矿酸解率和缩短酸解时间。
[0019]具体内容如下：
[0020]本专利技术提供了盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，包括如下步骤：
[0021]钛精矿与盐酸酸解液共混后，在HCl气氛的密闭容器中酸解，得到酸解浆料；酸解浆料经固液分离，得到氯化氧钛溶液和酸解渣；
[0022]盐酸酸解液包括盐酸、可溶性氯化盐以及水，盐酸酸解液来源于氯化氧钛溶液经处理得到二氧化钛后的副产物。
[0023]<本专利技术的有益效果>
[0024]1.本专利技术的方法可实现环境友好，如实现了盐酸完全闭路循环，几乎不产生三废。
[0025]2.本专利技术采用盐酸酸解液(盐酸酸解液中含有更高盐酸浓度和含盐的酸解液)，使得其具有更高的酸解速度和盐酸利用率。
[0026]3.本专利技术的盐酸酸解液来自于氯化氧钛水解母液和再生盐酸，再生盐酸的浓度只有15～20％，而且盐酸酸解液中含有40～100g/L氯根离子(Cl
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)的可溶性氯化盐。酸解液中的可溶性氯化盐是为了增加酸解速度和实现工业生产中水平衡与盐酸的闭路循环。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，其特征在于，包括如下步骤：钛精矿与盐酸酸解液共混后，在HCl气氛的密闭容器中酸解，得到酸解浆料；酸解浆料经固液分离，得到氯化氧钛溶液和酸解渣；盐酸酸解液包括盐酸、可溶性氯化盐以及水，盐酸酸解液来源于氯化氧钛溶液经处理得到二氧化钛后的副产物。2.根据权利要求1所述的盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，其特征在于，盐酸酸解液中氯根离子浓度为300～400g/L，其中40～100g/L氯根离子来自于可溶性氯化盐。3.根据权利要求1或2所述的盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，其特征在于，钛精矿与盐酸酸解液的液固比为3～6L/kg，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所述的盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，其特征在于，酸解浆料中氯根离子浓度为380～490g/L，其中180～250g/L氯根离子来自于盐酸。5.根据权利要求1、2或4中任意一项所述的盐酸酸解液酸解钛铁矿生产氯化氧钛的方法，其特征在于，盐酸酸解液包括氯化氧钛水解母液/氯化氧钛母液与再生盐酸...

【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：