【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的实施方式总体上涉及二氧化钛的生产，并且更具体地涉及由锐钛矿矿石通过硫酸消化、浸析、水解和煅烧来生产二氧化钛的方法。
技术介绍
1、二氧化钛，也称为钛(iv)氧化物或氧化钛，是天然存在的具有化学式tio2的钛的氧化物。二氧化钛用于广泛的应用中，包括但不限于油漆、颜料、牙膏、防晒剂、药物、食品、肥皂和食品着色剂。
2、二氧化钛源自含钛矿石，包括钛铁矿、金红石和锐钛矿，钛铁矿是化学组成为fetio3的铁-钛氧化物，金红石是主要由二氧化钛组成的矿物并且是tio2的最常见的天然形式，锐钛矿是二氧化钛的较稀有的亚稳态矿物形式。使用两种主要方法从这些矿石中回收商业级二氧化钛：硫酸盐法和氯化物法。尽管氯化物法与硫酸盐法相比在成本和废物管理方面具有一些优点，但硫酸盐法允许使用低等级的钛原料。金红石和钛铁矿储量的减少使得研究获得tio2的其他方法成为必要。自从1980年以来，已经研究了锐钛矿作为获得高tio2纯度的来源。然而，技术和经济可行性问题仍然存在。
3、如上所述，锐钛矿是除了金红石和板钛矿之外的二氧化钛多晶型物之一。其具有四方晶系，3.82-3.97g/cm3的比密度和5-6的硬度。锐钛矿是低温多晶型物，并且出现于风化和交代岩石中(moraes and seer,2015)。
4、尽管与钛铁矿和金红石的储量相比稀少，但在minas gerais(巴西)，更具体地在tapira碱-碳酸盐配合物(tapira alkaline-carbonatitic complex)中发现了锐钛矿储量。其由具有锐钛
5、由这些矿石生产tio2的方法的实例包括chaves的国际申请公开号wo1992008816、bernard等的ep0475104(下文称为“bernard”)、smith jr.和bernard的美国专利no.7,625,536(下文称为“smith jr.”)。例如，bernard描述了在220℃的温度下在94％-98％的硫酸中消化由钛铁矿生产二氧化钛的残渣，在220-300℃下烘烤混合物(2至18小时)，随后水解并煅烧混合物。bernard还教导了可以在煅烧之前通过在还原条件下浸析来处理沉淀物。smith jr.总体教导了一种双浸析方法，并指出从未“通过还原步骤预处理”的锐钛矿中去除铁可能是“惊人有效的”。其他文献如等的pi8805053a、chaves的pi9005841和pi9201125a、的pi9100482a和pi9101138a描述了使用硫酸浸析以去除杂质并提高产物含量。
技术实现思路
1、与上述文献和
技术介绍
部分形成对比的是，本公开意图使钛溶解并随后将其水解为二氧化钛，其部分地基于锐钛矿的矿物学复杂性。本公开中描述的方法能够使用h2so4充分溶解锐钛矿中的钛，同时克服矿石对这种酸的低反应性。此外，本公开可以不需要在锐钛矿消化之前的还原步骤。
2、本公开的实施方式涉及由锐钛矿获得二氧化钛(tio2)的方法，其可包括原矿的硫酸消化、浸析、水解和煅烧的单元操作，以便产生二氧化钛。消化步骤利用酸浓度、高温和停留时间的严格条件将tio2溶解为tioso4。此外，在本公开的实施方式中，将锐钛矿矿石研磨至所需粒度，然后经受磁分离阶段以从锐钛矿中去除铁氧化物，之后进行硫酸消化。这消除了在硫酸消化之前对传统上用于去除铁氧化物的单独还原步骤(即becher法)的需要。该过程可以基于以下整体操作顺序：颗粒分级，研磨，在低、中和高磁场中磁分离，再次研磨，硫酸消化，用水浸析，过滤，水解，沉淀物洗涤，过滤，以及煅烧。
3、以上概述并不旨在描述本文主题的每个示出的实施例或各种实施方式。下面的附图和详细描述更具体地例举了各种实施方式。
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1.一种由锐钛矿生产二氧化钛浓缩物的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述消化步骤进行的条件使得二氧化钛以硫酸氧钛TiOSO4的形式溶解，其根据以下反应进行：TiO2+H2SO4→TiOSO4+H2O。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述硫酸具有至少98％的浓度，和/或矿石颗粒与硫酸的比率为1:2。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述消化步骤的反应温度为约180℃至约240℃，和/或反应时间为约3小时至约6小时。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述矿石颗粒的99％的矿石粒度小于62μm。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括：
7.如权利要求6所述的方法，其中在所述第一研磨步骤之后，所述方法还包括：
8.如权利要求7所述的方法，其中所述磁分离步骤依次包括：
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一磁场为1,000高斯至约2,000高斯，其中所述第二磁场为约6,000高斯至约8,000高斯，并且其中所述第三磁场为约11,000高斯至约15,000
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，在所述磁分离步骤之后，使所述第二部分经受第二研磨步骤，直到所述第二部分的约99％以上具有小于62μm的矿石粒度。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述浸析步骤在1:4的固体:液体比下进行。
12.如权利要求1或11所述的方法，其中所述浸析步骤通过机械搅拌在50℃至70℃的温度下进行约2小时至约4小时的时间。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述滤液富含钛。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述水解步骤在1:5的滤液:水的比率下进行。
15.如权利要求1或14所述的方法，其中所述水解步骤包括：
16.如权利要求1或14所述的方法，其中，在所述水解步骤期间，水合二氧化钛作为沉淀物从溶液中沉淀出来，其基于以下反应：
17.如权利要求16所述的方法，其中将所述沉淀物从溶液中滤出并用水洗涤以获得TiO2.nH2O。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述煅烧步骤在约900℃至约1100℃的温度下进行约1小时至约4小时的时间。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述煅烧步骤将TiO(OH)2热分解成TiO2。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述方法不包括在锐钛矿消化之前去除铁氧化物的还原步骤。
21.由前述权利要求中任一项所述的方法形成的二氧化钛产品。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种由锐钛矿生产二氧化钛浓缩物的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述消化步骤进行的条件使得二氧化钛以硫酸氧钛tioso4的形式溶解，其根据以下反应进行：tio2+h2so4→tioso4+h2o。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述硫酸具有至少98％的浓度，和/或矿石颗粒与硫酸的比率为1:2。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述消化步骤的反应温度为约180℃至约240℃，和/或反应时间为约3小时至约6小时。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述矿石颗粒的99％的矿石粒度小于62μm。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括：
7.如权利要求6所述的方法，其中在所述第一研磨步骤之后，所述方法还包括：
8.如权利要求7所述的方法，其中所述磁分离步骤依次包括：
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一磁场为1,000高斯至约2,000高斯，其中所述第二磁场为约6,000高斯至约8,000高斯，并且其中所述第三磁场为约11,000高斯至约15,000高斯。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，在所述磁分离步骤之后，使所述第二部分经受第二研磨步骤，直到所述第二部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·C·Q·拉代拉，J·B·达卡斯特罗，R·N·布兰道，L·L·D·A·C·科斯塔，
申请(专利权)人：美盛公司，
类型：发明
国别省市：
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