一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法及其应用技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法及其应用。所述的提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法包括：钛渣与酸溶液混合进行预酸浸，使钛渣中的金属铁溶出，待预酸浸完成后得到预酸浸后混合物；向预酸浸后混合物中加入氧化剂并进行加压酸浸，使预酸浸后混合物中的杂质元素溶出，然后固液分离，得到沸腾氯化用富钛料；杂质元素包括钙元素、镁元素、铝元素和锰元素中的至少一种；氧化剂包括气态氧化剂、活泼金属化合物氧化剂和非金属化合物氧化剂中的至少一种。该方法不仅能够提高钛收率，而且具有操作简单、工艺流程短、成本低和对设备要求低等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法及其应用。

技术介绍

[0002]钛工业产业链有两条不同的分支，即钛材工业和钛白粉工业。在钛材工业，从钛铁矿和金红石采选开始，生产海绵钛，然后制成钛合金，广泛应用于航空航天、化工、船舶舰艇等领域，钛金属被誉为“现代金属”和“战略金属”，是现代工业和尖端科技不可或缺的重要金属原料。在钛白粉工业，从钛铁矿和金红石采选开始，通过物理和化学方法生成化工中间产品钛白粉，被广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化纤等基础行业。
[0003]在钛工业产业链中，四氯化钛是制备海绵钛及氯化法钛白粉的中间产品，氯化法生产四氯化钛的工业方法包括竖炉氯化法、熔盐氯化法和沸腾氯化法，其中，沸腾氯化法是采用富钛料与石油焦的混合料在沸腾炉内与氯气处于流态化的状态下进行氯化反应生成四氯化钛的方法。沸腾氯化法发展较快，已经成为氯化法钛白生产过程中首选的氯化技术。沸腾氯化法的优点包括无需制团、操作过程简单、产能较高、可连续生产、不存在严重的三废等问题。但是，沸腾氯化法对原料的要求十分苛刻，其所产生的氯化钙和氯化镁呈熔融状态，易粘结物料和床层，当积累到一定程度后，便会破坏正常的流化态，从而使氯化过程无法进行，因此沸腾氯化法对原料富钛料的要求极为苛刻，要求钛品位大于85wt.％且杂质含量少(CaO≤0.15wt.％，CaO+MgO≤1.5wt.％)，亟待突破沸腾氯化用富钛料制备技术。
[0004]我国攀西地区拥有丰富的钛矿资源，但是其脉石含量高，可选性差，需深磨深选，所得精矿品位低、杂质含量高，尤其是钙镁含量高、粒度细，钛精矿采用直接酸浸或与预处理+酸浸工艺虽可获得成分满足沸腾氯化所需的富钛料，但粒度远远不能满足要求。若以钛渣为原料制备氯化用富钛料，可解决粒度细的问题。
[0005]围绕钛渣升级优质氯化富钛料人们开展了大量研究，例如，专利CN108358238A公开了“采用含钛高炉渣生产金红石的改性剂以及采用含钛高炉渣制造人造金红石的方法”，将含钛高炉渣与金红石型钛白粉混合，金红石型钛白粉起到导向作用，然后在1500
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1700℃的温度条件下通入含氧气体进行氧化，将低价态钛转化为四价钛，然后在上述改性剂的作用下降温结晶析出，得到粒度分布集中的金红石相凝渣，再将此凝渣破碎、研磨筛选得到人造金红石。但是，该方法在通氧的过程中仍需加热保持炉温，能耗较高，不适合工业化生产。
[0006]专利CN107758729B公开了“一种高钙镁钛渣改性处理工艺”，其是在沸腾氯化体系中添加一定量的氟化物，阻止氯化钙和氯化镁的生成，保证氯化反应顺利进行。但是，该方法在操作方面有一定的危险系数，氟化物的加量不好控制，且固体渣、炉渣和收尘渣中氟化钙、氟化镁的含量会增加，固体废弃物的处理压力也会增加。
[0007]专利CN109399706A公开了“一种以高钙镁钛渣升级UGS渣的方法”，其是将酸渣进行碱浸、氧化焙烧、还原钠化焙烧、加压酸浸、煅烧等工序，实现了高钙镁钛渣升级UGS渣。但是，该方法需要在12～30wt％浓度的NaOH溶液中沸腾回流3～6h，耗时较长，且对设备的要
求较高，同时后期还需要进行高温还原钠化焙烧，工业实施对设备要求较高。
[0008]专利CN107399758A公开了“一种由高钛渣制备人造金红石的方法”，其是将高钛渣进行粉碎、碱浸除杂、改性焙烧、酸性除杂和煅烧等工序，制备出符合氯化法生产的金红石产品。但是，该方法以微波为热源，工业上难以实施，并且该方法要求钛渣品位在85wt.％以上，SiO2含量4wt.％以下，对原料要求较高，并不适用于高钙镁钛渣。
[0009]专利CN111733331B公开了“出炉热渣制备升级钛渣的方法”，通过高压集束射流氧枪喷吹处于熔融态的出炉钛渣，使钛渣以小颗粒形式进入渣桶，然后再对出炉热渣氧化、还原处理，转变了传统钛渣的晶型结构，使难溶的黑钛石固溶体转变为易溶的钛铁矿相，经盐酸浸出可制备得到合格的沸腾氯化原料。但是，该方法在钛渣冷却后仍需氧化还原过程。
[0010]专利CN113957271A公开了“一种降低钛渣中氧化钙含量的方法和钛白粉”，将含钛铁精矿和还原剂混合熔炼后得到的熔融含钛渣进行水淬，得到的水淬钛渣进行酸浸，固液分离得到氧化钙含量≤0.2wt.％的钛渣。但是，该方法并未涉及MgO的去除。
[0011]专利CN113862494A公开了“富钛料的制备方法以及四氯化钛的制备方法”，将高钙镁钛精矿冶炼后通过水淬对熔融钛渣进行破碎，极速冷却能改变钛渣的物相结构，将钛渣中的黑钛石转变为金红石相，恶化钛的酸溶性，杂质钙酸溶性提升，再经过酸浸、氧化及还原焙烧
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酸浸进行除杂，能够获得CaO含量≤0.15wt.％且(CaO+MgO)含量≤1.5wt.％的优质富钛料。但是，该方法不足之处是工艺流程较长，水淬渣需要经酸浸除钙、氧化还原酸浸除镁，再煅烧得到富钛料产品。
[0012]针对上述研究不足，开发一种低成本、短流程的利用高钙镁钛渣生产沸腾氯化原料的方法是十分必要的。
[0013]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0014]本专利技术的第一目的在于提供一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法，以解决现有技术的不足，该方法能够提高钛收率，并且具有操作简单、工艺流程短、成本低以及对设备要求低等优点。
[0015]本专利技术的第二目的在于提供一种用于沸腾氯化法生产四氯化钛的富钛料的制备方法。
[0016]本专利技术的第三目的在于提供一种四氯化钛的制备方法。
[0017]本专利技术的第四目的在于提供一种含钛料。
[0018]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0019]本专利技术提供了一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法，包括如下步骤：
[0020]钛渣与酸溶液混合进行预酸浸，使所述钛渣中的金属铁溶出，待所述预酸浸完成后得到预酸浸后混合物；
[0021]向所述预酸浸后混合物中加入氧化剂并进行加压酸浸，使所述预酸浸后混合物中的杂质元素溶出，然后固液分离，得到所述沸腾氯化用富钛料；其中，所述杂质元素包括钙元素、镁元素、铝元素和锰元素中的至少一种；
[0022]其中，所述氧化剂包括气态氧化剂、活泼金属化合物氧化剂和非金属化合物氧化剂中的至少一种；
[0023]所述沸腾氯化用富钛料中的CaO的质量分数≤0.1％，CaO与MgO的质量分数之和≤1.5％。
[0024]本专利技术还提供了一种用于沸腾氯化法生产四氯化钛的富钛料的制备方法，包括如上所述的提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法；
[0025]其中，所述用于沸腾氯化法生产四氯化钛的富钛料中，CaO的质量分数≤0.1％，CaO与MgO的质量分数之和≤1.5％。
[0026]本专利技术又提供了一种四氯化钛的制备方法，包括如上所述的用于沸腾氯化法生产四氯化钛的富钛料的制备方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法，其特征在于，包括如下步骤：钛渣与酸溶液混合进行预酸浸，使所述钛渣中的金属铁溶出，待所述预酸浸完成后得到预酸浸后混合物；向所述预酸浸后混合物中加入氧化剂并进行加压酸浸，使所述预酸浸后混合物中的杂质元素溶出，然后固液分离，得到所述沸腾氯化用富钛料；其中，所述杂质元素包括钙元素、镁元素、铝元素和锰元素中的至少一种；其中，所述氧化剂包括气态氧化剂、活泼金属化合物氧化剂和非金属化合物氧化剂中的至少一种；所述沸腾氯化用富钛料中的CaO的质量分数≤0.1％，CaO与MgO的质量分数之和≤1.5％。2.根据权利要求1所述的提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法，其特征在于，所述气态氧化剂包括Cl2、Br2、O2和O3中的至少一种；优选地，所述活泼金属化合物氧化剂包括NaClO、NaClO3、KClO和KClO3中的至少一种；优选地，所述非金属化合物氧化剂包括H2O2和HClO中的至少一种。3.根据权利要求1所述的提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法，其特征在于，所述氧化剂的加入量为至混合物料中的三价钛离子和四价钛离子的质量浓度之和≤5g/L。4.根据权利要求1所述的提高沸腾氯化用富钛料的收率的方法，其特征在于，所述钛渣中的TiO2的质量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：和奔流，贺高峰，张坤，肖莎莎，彭忠辉，张玉荣，朱敬磊，豆君，陈树忠，刘攀攀，
申请(专利权)人：龙佰四川矿冶有限公司，
类型：发明
国别省市：