高钛盐酸浸出渣、其新用途及钛白粉的制备方法技术

本发明专利技术属于钛白粉生产领域，具体涉及钛铁矿以盐酸浸出法得到的高钛盐酸浸出渣、其新用途及钛白粉的制备方法。本发明专利技术提供一种适用于硫酸法制备钛白粉的高钛盐酸浸出渣，该浸出渣可作为原料用于硫酸法制备钛白粉。应用高钛盐酸浸出渣制备钛白粉，可有效利用细粒的攀西地区钛铁矿，利用率几乎１００％，可获得铁钛比超低的钛液，可使酸解设备的生产能力增加一倍，同时可省去耗能较大的冷冻除铁与钛液浓缩二个阶段；大大减少偏钛酸水洗次数，从而减少了酸性废水的排放；也可减少硫酸亚铁的产生，本发明专利技术方法为硫酸法制备钛白粉生产提供了新的、更好的原料选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛白粉生产领域，具体涉及钛铁矿以盐酸浸出法得到的高钛盐酸浸出 渣、其新用途及钛白粉的制备方法。
技术介绍
钛作为一种重要的战略物资在世界经济中占有极其重要的地位，中国是世界上为 数不多的钛储量丰富的国家。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，二氧化钛品位低，钛精矿的二氧化钛品位一般在46-47wt%左右；其 次，该地区的钛铁矿(又称钛精矿)钙镁杂质含量高，氧化钙和氧化镁加起来一般在5-7% 左右；此外，粒度细是该矿的又一大特征，大约50%以上小于200目，而且随着深部矿石的 开采，钛铁矿将越来越细。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。硫酸法是用原生钛铁矿或高钛渣经酸解，浸出，(浓缩结晶)，水解，水洗，漂白，加 晶种煅烧等工艺最终得到钛白粉。其中，所用高钛渣为火法熔炼所得，即是采用钛铁矿与还 原剂在电炉中加热至约1600-1800°C，高温熔炼使钛铁矿中铁氧化物被还原成金属铁，以铁 水流出，生成生铁，从而分离除去大部分铁成分，而钛铁矿中的钛和其他杂质留在熔炼的渣 中，形成高钛渣。虽然硫酸法污染较大，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生产钛白粉为主。氯化法所导致的环境污染比硫酸法少得多，但是氯化法对原料要求较高，一般要 求原料二氧化钛含量在90%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。天然金红石的储量极低，仅占钛总储量的0. 3-1%，故氯化法所用的原料主要是 人造金红石。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，《盐酸常压直接浸出攀西地区钛铁矿制备人造金红石》(有色金属，2007年11月， 第59卷第4期，P108-111)指出比较各工艺的优缺点，结合攀西地区钛铁矿的特点，盐酸浸 出法是制备富钛料人造金红石较佳的方案。目前盐酸浸出法常用两大工艺流程分别为预氧 化_流态化常压浸出法和选冶联合加压浸出法。预氧化_流态化常压浸出法通过预氧化措 施解决了原矿在浸出过程中的细化问题，但是该方法仍有15%左右的细化率(《盐酸法制 取人造金红石工艺研究》钢铁钒钛，2006年6月，第27卷第2期，P1-6)，加上原矿石50% 以上小于200目，至少有60%左右的人造金红石粒度小于200目。因此，以目前技术水平来 说用攀西地区的钛铁矿生产人造金红石应用于制备钛白粉的经济意义不大。氯化法需要采用二氧化钛含量高于90%的原料，故一般以盐酸浸出法制备的人造 金红石为原料。多年以来，钛白粉生产、研究领域的技术人员针对攀西地区的钛铁矿，一直 致力于解决盐酸浸出法的粒度细化及浸出效果等的问题，均是为了提高人造金红石的品质 以利于氯化法生产钛白粉，但从来没有人将盐酸浸出法的中间产物，即经酸浸、过滤、洗涤 得到的钛渣(本专利技术称该钛渣为高钛盐酸浸出渣)，直接以高钛盐酸浸出渣作为原料应用 于钛白粉生产，更没有人将该高钛盐酸浸出渣应用于硫酸法制备钛白粉。
技术实现思路
本专利技术所解决的第一个技术问题是提供一种适用于硫酸法制备钛白粉的高钛盐 酸浸出渣，所述浸出渣由钛铁矿(FeTiO3)经盐酸浸出晶格中铁以后的多孔疏松状的残渣和 偏钛酸团聚物(aggregates)组成，同时含有少量的金红石和钛辉石，其中TiO2成份主要以 非晶体状态存在。该浸出渣为白色、浅黄或浅灰色颗粒或粉末，其中TiO2含量为65-97%， 全铁含量不大于8%。该浸出渣通过以下方法制成a、钛铁矿，以盐酸浸出法制备高钛盐酸浸出渣，为固体；b、干燥步骤a所得固体，该固体即为高钛盐酸浸出渣；其特征在于所述浸出渣能被硫酸溶解，其含水量不大于20%。本专利技术所述高钛盐酸浸出渣的比重为2. 9-3. 6。在上述本专利技术所述高钛盐酸浸出渣的制备方法中，步骤a所述盐酸浸出法为盐酸 直接浸取法，或为BCA盐酸浸取法，或为预氧化_流态化常压浸出法，或为预氧化_选冶联 合加压浸出法。适用于本专利技术的所述盐酸直接浸取法包括如下步骤A、混合钛铁矿与盐酸，钛铁矿质量与盐酸溶液的体积比为Ig 2. 5ml 5ml，盐酸 浓度为18% 30%，加热至70°C 150°C进行浸出反应，反应时间为1 8小时；B、浸出浆过滤，干燥所得固体，该固体即为高钛盐酸浸出渣。按照本专利技术的方法，在上述步骤B中反应液先冷却至80_90°C再过滤，干燥时控制 温度低于350°C，干燥时间4-8小时。本专利技术所解决的第二个技术问题是提供高钛盐酸浸出渣的新用途，有效利用钛铁 矿。本专利技术提供了高钛盐酸浸出渣作为原料在硫酸法制备钛白粉中的应用。具体地， 钛铁矿以盐酸浸出法得到的高钛盐酸浸出渣作为原料或原料之一在硫酸法制备钛白粉。当 硫酸法钛白粉生产采用固相法作为酸解工艺时，高钛盐酸浸出渣可以与钛铁矿或酸溶性高 钛渣混合使用。本专利技术所解决的第三个技术问题是提供一种以高钛盐酸浸出渣为原料制备钛白 粉的新方法，为硫酸法制备钛白粉提供了新的选择。该方法包括如下步骤a、取钛铁矿，以盐酸浸出法制备高钛盐酸浸出渣，干燥至浸出渣含水量不大于 20% ；b、步骤a所得高钛盐酸浸出渣为原料或原料之一，采用硫酸法制备钛白粉。步骤a中的盐酸浸出法工艺条件为现有制备人造金红石的盐酸浸出法的工艺条 件，具体可采用(1)盐酸直接浸取法，即以盐酸直接浸取钛铁矿，经过滤、洗涤所得固体即 为高钛盐酸浸出渣；或采用(2)BCA盐酸浸取法，即将钛铁矿与3% 6%的还原剂(煤，石 油焦)连续加入回转窑中，在870°C左右将矿中的Fe3+还原为Fe2+，然后用18 20%的盐酸 在130 143°C下浸取4h，浸取过滤所得固体即为高钛盐酸浸出渣；或采用(3)预氧化-流 态化常压浸出法，即钛铁矿经预氧化，筛分，盐酸浸取后所得固体即为高钛盐酸浸出渣，工 艺方法参见《攀枝花钛铁矿流态化盐酸浸出的动力学研究》刘子威、黄焯枢、王康海，矿冶 工程，1991，11(2)，P48-52;或采用(4)预氧化-选冶联合加压浸出法，即钛铁矿经预氧化， 磁选，盐酸浸取后所得固体即为高钛盐酸浸出渣，工艺参见《盐酸法制取人造金红石工艺研究》付自碧、黄北卫、王雪飞，钢铁钒钛，2006年6月，第27卷第2期，P1-6。上述四种方法中，以盐酸直接浸取钛铁矿最为方便，因为硫酸法制备钛白粉无需 考虑钛铁矿在酸浸过程中细化及浸出品位低的问题，酸浸后即可直接用于现有硫酸法制备 钛白粉。由于攀西地区的钛铁矿粒度较小，且经盐酸浸取后部分又会细化，虽然预氧 化-流态化常压浸出法可将细化率控制在15%以下，但是成品人造金红石中仍有60%左右 的粒度小于200目。同时，人造金红石具有很好的化学稳定性而不会被硫酸酸解，人造金红 石也无法用于硫酸法制备钛白粉。因此，大量粒度小于200目的人造金红石既不能用做氯 化法的原料也无法用于硫酸法制备钛白粉，造成至少有50%的钛铁矿会被浪费。将盐酸浸出法所得高钛盐酸浸出渣用于硫酸法制备钛白粉，可有效利用细粒度的 攀西地区钛铁矿，利用率几乎100% ；可使硫酸法钛白粉生产所用的硫酸减少50%左右，进 而使酸解设备的生产能力增加一倍；并可省去耗能较大的冷冻除铁与钛液浓缩二个阶段。 由于用高钛盐酸浸出渣酸解制得的钛液含二价本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于硫酸法制备钛白粉的高钛盐酸浸出渣，所述浸出渣由钛铁矿ＦｅＴｉＯ↓［３］经盐酸浸出晶格中的铁以后的多孔疏松状的残渣和偏钛酸团聚物组成，同时含有少量的金红石和钛辉石，其中ＴｉＯ↓［２］成份主要以非晶体状态存在，该浸出渣通过以下方法制成：ａ、取钛铁矿，以盐酸浸出法制备高钛盐酸浸出渣，为固体；ｂ、干燥步骤ａ所得固体，该固体即为高钛盐酸浸出渣；其特征在于所述浸出渣能被硫酸溶解，其含水量不大于２０％。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树忠，王鲍勃政琦，
申请(专利权)人：沙立林，陈树忠，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]