一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，涉及钛白制备技术领域，解决了现有钛精矿酸解率提升方法效果有限，成本较高的的技术问题

【技术实现步骤摘要】
一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法


[0001]本专利技术涉及钛白制备
，具体而言，涉及一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法
。

技术介绍

[0002]硫酸法钛白生产工艺中，钛精矿酸解反应的情况及进行程度等对钛的收率
、
酸解尾气排放及操作稳定性等有着重要影响，酸解率的高低直接影响钛的资源利用率
。
目前钛精矿酸解反应一般采用间歇酸解工艺或连续酸解工艺，先将经磨料后的钛精矿与按计量比例的浓硫酸混合成浆料，然后再用水或者钛白生产副产的废稀硫酸
(
即钛白废酸，质量浓度在
20
％左右
)
来引发酸解反应，经主反应
、
熟化
、
冷却等步骤后获得酸解产物，再经后续工艺制备钛白
。
目前钛精矿的酸解率普遍在
95
％以上，为提高钛资源利用率，还有待进一步提升钛精矿的酸解率
。
[0003]如公开号为
CN109319835A
的专利技术专利提出的一种用于含钛物料连续酸解制取钛白粉的工艺方法，通过将混合浆料和引发物质在进入连续酸解反应器之前先进行混合但基本不发生反应来获得混合充分的反应物料以提高含钛物料连续酸解制取钛白粉的收率，但该方法只是通过提高混合度的方法来提高酸解率，效果有限；
[0004]公开号为
CN108946802A
的专利技术专利提出的提高钛渣酸解率的方法，其通过添加小分子醇类物质的酸解助剂，能有效提高钛渣酸解率，该方法需要额外添加其他助剂，成本较高
。
因此，亟需一种成本较低且可以有效提升钛精矿酸解率的方法
。

技术实现思路

[0005]我国每年生产大量硫酸，由此产生大量副产的硫酸烧渣，其价格低廉
。
尽管硫酸烧渣大部分进入炼铁行业，但仍有较多的硫酸烧渣副产物未被处理，易造成环境污染
。
[0006]钛白粉制备工艺的钛精矿酸解中，以
FeTiO3代表钛铁矿的主要成份，则酸解反应一般认为按下列二方程进行
:
[0007]FeTiO3+3H2SO4——Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
[0008]FeTiO3+2H2S04——TiOSO4+FeSO4+2H2O
[0009]钛精矿的酸解中，矿粉与硫酸反应，需要在一定温度时才能开始
。
但反应本身能放出大量的热，因此大部分热量是依靠自发的
。
如果使用高浓度硫酸，当加入稀释水后的稀释热量已足够引发反应时，便可不必再另行加温
。
这种情况称为自然反应
。
这也是目前多数钛白粉现有生产工艺所采用的
。
但是自然反应，温度不好控制，加入浓硫酸过多，温度剧烈上升，容易发生冒锅或早期水解；加入过少则引发主反应的时间长，反应不剧烈，容易生成难溶性的固相物，致使酸解率低
。
[0010]硫酸烧渣主要含以氧化铁
(Fe2O3)
为主的铁元素，将其引入到钛精矿酸解工艺中，一方面可利用氧化铁与硫酸反应大量放热的特点来控制酸解反应体系的温度，促进反应快速进行并提高反应完全程度，提高钛收率；另一方面也可处理烧渣来获得硫酸亚铁，并作为
磷酸铁
、
磷酸铁锂等新能源材料的铁原料；同时钛白副产物废稀硫酸也可在酸解工艺中来处理所加入的硫酸烧渣，进而实现两种工业废弃副产物的综合利用
。
在此基础上，可实现硫酸烧渣与废稀硫酸2种废弃副产物的循环综合利用，提高钛白的清洁化生产水平，实现硫
‑
铁
‑
钛联产新工艺
。
[0011]基于以上原理设计，本专利技术提供了一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，以解决对现有钛精矿酸解率提升方法效果有限，成本较高的技术问题
。
[0012]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0013]一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，包括如下步骤：
[0014]S1
：将硫酸烧渣与钛精矿配料得到混合料；
[0015]S2
：将浓硫酸输送至预混槽，同时送入
S1
制得的混合料，混匀后得到预混料：
[0016]S3
：在预混料中入水或废稀硫酸作为引发剂，引发主反应，反应过程中，再补加废稀硫酸；
[0017]S4
：主反应完成后，静置熟化冷却；
[0018]S5
：物料冷却后浸取分离得到酸解钛液；
[0019]S6
：将酸解钛液降温析出结晶分离清钛液
。
[0020]采用本技术方案，利用价格低廉且不好处理利用的硫酸烧渣，先将其与钛精矿配料，然后与浓硫酸混匀制备预混料，酸解时，主反应主要依靠第一步加入的水或废弃硫酸与浓硫酸稀释产生的热量，钛金属活性优于铁，主反应优先发生，后同步发生硫酸烧渣与硫酸的反应，后续可以利用硫酸烧渣中的氧化铁与硫酸的反应放热提高酸解主反应温度，并在主反应阶段持续补加废稀硫酸
。
第一次加入废稀硫酸目的是为了稀释浓硫酸并与钛精矿反应；第二步补加废稀硫酸是为了保证体系硫酸足量，满足钛精矿及硫酸烧渣的反应需求，因为其补加对浓硫酸进一步吸热及与氧化铁反应放热，保持主反应阶段持续高温，且可以避免一次性稀释温度过高，提高酸解率
。
[0021]优选的，在步骤
S1
中，硫酸烧渣与磨好的钛精矿配料质量比为
0.005:1
～
0.030:1。
[0022]采用本技术方案的配料比，硫酸烧渣掺入量低时，酸解反应温度提升不明显，对酸解速率和反应完全程度促进小，酸解率提升不大；而硫酸烧渣掺入量过高时，酸解反应温度提升过高，带来烟气排放量过大而污染环境，同时易造成物料板结，影响酸解操作及设备使用寿命
。
[0023]优选的，在步骤
S1
中，所述硫酸烧渣
160
目筛余物
<17
％，所述钛精矿
325
目筛余物
<5
％
。
[0024]采用本技术方案的配料粒径，保证硫酸烧渣与钛精矿混合均匀，同时可以使得钛精矿在体系更加分散，可以进一步提高本技术方案提高钛精矿酸解率的效果
。
[0025]优选的，在步骤
S2
中，所述浓硫酸与所述混合料质量比在
1.38
～
1.46﹕1。
[0026]加入浓硫酸过多，对钛精矿酸解率提升不明显，且浪费浓硫酸，采用本技术方案酸矿比，在节约浓硫酸的基础上，可以进一步提高本技术方案提高钛精矿酸解率的效果
。
[0027]优选的，在步骤
S2
中，所述浓硫酸与所述混合料混匀后温度
<50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1
：将硫酸烧渣与钛精矿配料得到混合料；
S2
：将浓硫酸输送至预混槽，同时送入
S1
制得的混合料，混匀后得到预混料：
S3
：在预混料中入水或废稀硫酸作为引发剂，引发主反应，反应过程中，再补加废稀硫酸；
S4
：主反应完成后，静置熟化冷却；
S5
：物料冷却后浸取分离得到酸解钛液；
S6
：将酸解钛液降温析出结晶分离出清钛液
。2.
根据权利要求1所述的一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，其特征在于：在步骤
S1
中，硫酸烧渣与钛精矿配料质量比为
0.005
～
0.030:1。3.
根据权利要求1或2所述的一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，其特征在于：在步骤
S1
中，所述硫酸烧渣
160
目筛余物
<17
％，所述钛精矿
325
目筛余物
<5
％
。4.
根据权利要求1或2所述的一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，其特征在于：在步骤
S2
中，所述浓硫酸与混合料质量比在
1.38
～
1.46﹕1。5.
根据权利要求4所述的一种利用硫酸烧渣提高钛精矿酸解率的方法，其特征在于：在步骤
S2
中，所述浓硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：田从学，饶华，陈兴平，李建彬，洪运高，马光强，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：