酸溶性富钛料及其制备方法、应用

文档序号:870565 发布日期:2021-03-19 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 酸溶性富钛料及其制备方法、应用 (Acid-soluble titanium-rich material and preparation method and application thereof ) 是由 邹建新 邹清栎 于 2020-12-01 设计创作,主要内容包括:本发明公开了酸溶性富钛料及其制备方法、应用,制备方法包括以下步骤:S1、将矿热电炉熔炼完成产生的钛渣自然降温至1100-800℃;S2、将温度为1100-800℃的钛渣与固体烧碱按一定比例混合于铁罐内进行钠化反应,反应时间为20~60min,在反应后期,向铁罐内加入NaCl溶液,并向铁罐内的物料内鼓入空气;S3、钠化反应终止后,对铁罐内的物料依次进行水洗、磁选和重选获得含钛物料,其中,磁选分离为两段磁选,一段磁场强度为0.4T-0.8T,二段磁场强度为1.3T-1.9T;S4、将步骤S3获得的含钛物料与稀盐酸混合进行酸化反应获得TiO-2沉淀,酸化反应过程中加入一定量萤石,在酸化反应后期加入氯化铵晶体。本发明解决了现有富钛料TiO-2品位较低、酸解率较低的问题。(The invention discloses an acid-soluble titanium-rich material and a preparation method and application thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: s1, naturally cooling titanium slag generated after the smelting of the ore smelting electric furnace to 1100-800 ℃; s2, mixing the titanium slag with the temperature of 1100-; s3, after the sodium treatment reaction is ended, sequentially carrying out water washing, magnetic separation and gravity separation on the materials in the iron tank to obtain titanium-containing materials, wherein the magnetic separation is two-section magnetic separation, the magnetic field intensity of one section is 0.4T-0.8T, and the magnetic field intensity of the second section is 1.3T-1.9T; s4, mixing the titanium-containing material obtained in the step S3 with dilute hydrochloric acid for acidification reaction to obtain TiO 2 Precipitating, adding a certain amount of fluorite during the acidification reactionAnd adding ammonium chloride crystals at the later stage of the acidification reaction. The invention solves the problem of the existing titanium-rich material TiO 2 Low grade and low acidolysis rate.)

酸溶性富钛料及其制备方法、应用

技术领域

本发明涉及冶金技术领域,具体涉及酸溶性富钛料及其制备方法、应用。

背景技术

广义的富钛料是指富含二氧化钛(TiO2)的物料。钛白粉生产和海绵钛生产所用主要原料都是富含钛的矿石,硫酸法钛白生产一般采用钛精矿或钛渣为原料,氯化法钛白生产和海绵钛生产一般采用钛渣或人造金红石为原料。通常将钛渣和人造金红石等富含钛的矿或渣统称为富钛料,这种富钛料通常可称作狭义的富钛料。国内工业生产中使用的富钛料主要是钛渣。

机械选矿方法能获取高品位钛精矿,但钛精矿内钙、镁杂质含量偏高,钙镁氧化物含量通常高于6%,严重影响产品质量。钛精矿中钙以杂质矿物或连生体形式存在,而镁则主要以类质同象置换的方式存在。用此钛精矿冶炼获得的酸溶性钛渣中,钙镁氧化物含量通常高于9%,严重增大了硫酸法钛白生产负荷,降低了钛白粉质量。

国内外硫酸法钛白粉生产过程所用的含钛原料既有TiO2含量47%左右钛精矿,也有TiO2含量72%~76%钛渣(简称酸溶性钛渣),还有钛精矿和钛渣的混合物,酸溶性钛渣的TiO2含量一般不能超过76%,否则,因电炉高温过还原生成的低价钛难以酸解。国内外氯化法钛白粉及海绵钛生产过程所用的含钛原料只能是TiO2含量90%以上的高钛渣(简称氯化钛渣),否则,四氯化钛中的杂质含量太大造成产品不合格、设备堵塞停产,同时产生大量废渣。人造金红石成本太高,鲜有厂家生产,该类产品在实际生产中很少采用。盐酸法钛白生产因难以寻找到合适的含钛原料,目前尚未产业化。

硫酸法钛白粉生产采用酸溶性钛渣为原料是环保的选择,是发展趋势,可以大量减少硫酸亚铁和稀废硫酸的生成。

现有的酸溶性钛渣通常是采用电弧炉高温熔炼生产而得。所用原料为钛精矿,还原剂采用无烟煤或石油焦。其工艺流程为:将钛精矿和还原剂(如焦炭)按一定配比混料、制团后加入矿热电弧炉,在1600~1700℃左右的高温下进行熔融还原,将其中的氧化铁还原为单质铁,其他金属氧化物不能被还原,除去铁后经破碎获得TiO2含量(ω)72%~76%的酸溶性钛渣,同时,铁水被铸造成铁锭用于炼钢或铸铁产品生产。

现有酸溶性钛渣的TiO2品位不高,钙镁含量高,含有一定量的低价钛,酸解率有限,以致必须使用90%以上的浓硫酸才能完成酸解,导致单位成本居高不下,严重影响了钛白生产厂家用渣的积极性。

现有专利(CN103359781A)先进行钠化反应(将钛精矿和氢氧化钠熔融反应生成偏钛酸钠固相混合物),然后经过水洗、过滤、选别和酸化反应获得富钛料。虽然相比上述还原法提高了富钛料中TiO2品位,但是TiO2品位仍然不高,且酸解率较低。

因此,如何获得一种TiO2品位较高,不含低价钛(即酸解率较高),成本较合理的富钛料,已成为硫酸法钛白生产厂家急切所盼。

发明内容

本发明的目的在于提供酸溶性富钛料的制备方法,解决现有富钛料TiO2品位较低、酸解率较低的问题。

此外,本发明还提供采用上述制备方法生产的酸溶性富钛料及其应用。

本发明通过下述技术方案实现:

酸溶性富钛料的制备方法,包括以下步骤:

S1、将矿热电炉熔炼完成产生的钛渣自然降温至1100-800℃;

S2、将温度为1100-800℃的钛渣与固体烧碱按一定比例混合于铁罐内进行钠化反应,反应时间为20~60min,在反应后期,向铁罐内加入NaCl溶液,并向铁罐内的物料内鼓入空气;

S3、钠化反应终止后,对铁罐内的物料依次进行水洗、磁选和重选获得含钛物料,其中,磁选分离为两段磁选,一段磁场强度为0.4T-0.8T,二段磁场强度为1.3T-1.9T;

S4、将步骤S3获得的含钛物料与稀盐酸混合进行酸化反应获得TiO2沉淀,酸化反应过程中加入一定量萤石,在酸化反应后期加入氯化铵晶体;

S5、将步骤S4获得的TiO2沉淀进行过滤、水洗、板框压滤机压滤,获得酸溶性富钛料。

钛渣生产厂家每次矿热电炉熔炼完成后,会停炉,停止加料,停止送电。然后,从电炉的一个出口扒出钛渣,从电炉的另一出口放出铁水,直到渣和铁均全部排出为止。本发明采用的原料即为生产厂家电炉出渣口现场排出的高温熔融钛渣,温度约为1600℃。

NaOH沸点为1390℃,以免气化NaOH,因此,钠化反应的温度须低于1390℃,低于1390℃范围,1390℃以下的高温钛渣在铁罐内会迅速将烧碱熔化为液态,只要温度不低于350℃(NaOH熔点为318.4℃),NaOH就会与钛渣各组分发生一系列化学反应,但为了提高氧化钛的转化率,温度控制在1100℃以下更适合(钛酸钠熔点为1128℃,生成物为固相利于正反应进行),此时生成物钛酸钠呈固相,利于提高钠化反应转化率,当温度低于800℃,反应速度较慢,需要较长的反应时间。

本发明在钠化反应的后期,铁罐内加入NaCl溶液,并向铁罐中物料内鼓入空气,溶液状Na+离子或熔融态Na+离子将会与余下的钛渣各组分发生一系列化学反应(NaCl熔点为801℃),后期加入NaCl的目的之一是进一步钠化尚未完全反应的钛渣组分,目的之二是循环利用后续工序中产生的NaCl废液。鼓入空气的目的是为了增大熔融态物料中的氧气含量,加速正反应进行程度,进一步促进NaOH和NaCl反应进程,增大低价钛氧化物Ti2O3被钠化成Na2TiO3的速率和转化率。如果不鼓入空气,低价钛的反应不仅慢,而且转化率还低,将严重影响生产效率和产品质量。

NaOH具体反应如下:

2NaOH(l)+TiO2(s)=Na2TiO3(s)+H2O(g)

4NaOH(l)+Ti2O3(s)+1/2O2=2Na2TiO3(s)+2H2O(g)

生成的Na2TiO3(s)不溶于水。

SiO2、MnO、Al2O3、V2O5等氧化物与NaOH反应分别生成Na2SiO3、Na2MnO4、NaAlO2、NaVO3等可溶性盐。

2NaOH(l)+SiO2(s)=Na2SiO3(s)+H2O(g)

2NaOH(l)+MnO(s)+O2=Na2MnO4(s)+H2O(g)

2NaOH(l)+Al2O3(s)=2NaAlO2(s)+H2O(g)

2NaOH(l)+V2O5(s)=2NaVO3(s)+H2O(g)

FeO、Fe、CaO、MgO将不与NaOH反应,呈惰性,仍以固体形态留在渣中。

NaCl具体反应如下:

2NaCl(l)+TiO2(s)+H2O=Na2TiO3(s)+2HCl(g)

4NaCl(l)+Ti2O3(s)+2H2O+1/2O2=2Na2TiO3(s)+4HCl(g)

生成的Na2TiO3(s)不溶于水。

SiO2、MnO、Al2O3、V2O5等氧化物与NaCl反应分别生成Na2SiO3、Na2MnO4、NaAlO2、NaVO3等可溶性盐。

2NaCl(l)+SiO2(s)+H2O=Na2SiO3(s)+2HCl(g)

2NaCl(l)+MnO(s)+H2O+O2=Na2MnO4(s)+2HCl(g)

2NaCl(l)+Al2O3(s)+H2O=2NaAlO2(s)+2HCl(g)

2NaCl(l)+V2O5(s)+H2O=2NaVO3(s)+2HCl(g)

FeO、Fe、CaO、MgO将不与NaCl反应,呈惰性,仍以固体形态留在渣中。

反应过程中连续进行搅拌,熔融反应的时间控制在20-60min,温度越高,所需反应时间越短。

钠化反应结束后,向铁罐内加入水,对物料反复进行水洗,除去Na2SiO3、Na2MnO4、NaAlO2、NaVO3等可溶性盐,剩下的固态物中包含下列组分:Na2TiO3、FeO、Fe、CaO、MgO,其中,大部分是Na2TiO3,少部分是FeO和MgO,其它极少。

其中,Na2TiO3是以水合钛酸钠的形式存在。Na2TiO3通过水洗,其中的Na+离子与水中H+离子发生离子交换反应,部分Na+离子浸出至液相中形成碱液,留下固相水合钛酸钠,反应方程式如下:

2Na2TiO3(s)+2H2O(l)=Na2O·2TiO2·H2O(s)+2NaOH(l)

这里生成的NaOH可以再返回铁罐中循环使用。

再对上述固相物进行常规湿式磁选和重选,除去大部分FeO和MgO,获得Na2O·2TiO2·H2O(s)含量极高的含钛物料。

其中,磁选分离为两段磁选,一段磁场强度为0.4T-0.8T,优选为0.6T-0.7T,二段磁场强度为1.3T-1.9T,优选为1.4T-1.7T。钠化反应后的固相物中,除了含FeO外,还有一些单质铁粉,以及少量未被还原的Fe2O3,这些铁氧化物与其它金属氧化物结合,以磁铁矿、钛磁铁矿、铁黑钛石、赤铁矿、钙钛矿等物相形式存在。之所以一段采用弱磁选,二段采用强磁选的原因是,在除去强磁性的磁铁矿、半假象赤铁矿等强磁性矿物时,以免造成强磁选机分选间隙磁性堵塞,保证强磁选顺行,同时,通过采用弱磁选别工艺抛弃了大量的强磁性矿物,如磁铁矿,使进入强磁选的矿物大幅度地减少。由于强磁选机磁场一般在1T以上,剩余磁场最低也有0.05T,足以吸住强磁性的磁铁矿、铁粉等。另外,赤铁矿等弱磁性铁矿石,其中或多或少总有点强磁性的磁铁矿、半假象赤铁矿等,加之磨矿中加的钢球磨细后成铁粉更是强磁性的。因此,即使在强磁卸矿区也难以彻底卸除,会引起强磁机分选介质磁性堵塞。采用合理强度的二段磁选的有益效果是最大限度地除去了含铁物料,同时保证磁选作业工艺顺行,也提高了磁选机的作业效率,降低电耗。

在酸化反应中加入少量萤石,以除去尚未完全钠化的SiO2,可获得主要含TiO2的固液混合物。

酸化反应主反应为:

Na2O·2TiO2·H2O(s)+2HCl(l)=2TiO2(s)+2NaCl+2H2O

这里产生的NaCl可以再返回铁罐中循环使用。

副反应为:

FeO+2HCl=FeCl2+H2O

CaO+2HCl=CaCl2+H2O

MgO+2HCl=MgCl2+H2O

含钛物料中的MgO极易溶于稀酸,所以,MgO多数能被除掉。由于高钙镁钛渣中的MgO含量高达6%以上,含钛物料中仍会存在少量MgO,为了更彻底的除去,在酸化反应后期的废盐酸中加入少量氯化铵晶体,因其与MgO反应生成氨气后易挥发掉,比稀盐酸更能彻底除去MgO。NH4Cl在盐酸溶液中质量分数为0.8%-1.3%较合适。

由于钛渣中的SiO2较MnO、Al2O3、V2O5要高许多,会有少量SiO2无法生成Na2SiO3,因此,必须设法去除。在废盐酸中加入少量萤石(主要成分是氟化钙CaF2)后,会生成少量氢氟酸,反应方程式如下:

CaF2+2HCl=CaCl2+2HF

氢氟酸能够与二氧化硅反应,生成气态的四氟化硅,反应方程式如下:

SiO2(s)+4HF(aq)=SiF4(g)↑+2H2O(l)

生成的SiF4可以继续和过量的HF作用,生成氟硅酸,从而除掉固态TiO2(s)中的SiO2,反应方程式如下:

SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq)

再经常规过滤、水洗、板框压滤机压滤除去可溶性NaCl、FeCl2、CaCl2、MgCl2、H2O后,所得近固态富钛料主要成分为TiO2,另含有少量FeO、CaO、MgO等杂质。

采用本发明所述方法制备的酸溶性富钛料与普通酸溶性钛渣相比,一是TiO2品位显著提高,二是不含低价氧化钛Ti2O3,酸溶性富钛料中TiO2品位大于98%,酸溶性富钛料的酸解率大于99%,解决了现有富钛料TiO2品位较低、酸解率较低的问题。

进一步地,步骤S1中,将钛渣置于渣罐中,所述渣罐内设置有耐火内衬。

通过设置耐火内衬能够避免1600℃的高温会软化罐壁。

进一步地,步骤S2中,反应时间为30~40min。

进一步地,步骤S2中,固体烧碱的摩尔量为钛渣中TiO2、SiO2、MnO、Al2O3和V2O5摩尔量之和的1.8倍与钛渣中Ti2O3摩尔量的3.6倍之和。

固体烧碱的用量影响到制备的酸溶性富钛料中TiO2品位。

进一步地,步骤S2中,NaCl溶液的摩尔量为钛渣中TiO2、SiO2、MnO、Al2O3和V2O5摩尔量之和的0.2倍与钛渣中Ti2O3摩尔量的0.4倍之和,NaCl溶液的摩尔量以NaCl计。

进一步地,步骤S3中,一段磁场强度为0.6T-0.7T,二段磁场强度为1.4T-1.7T。

进一步地,步骤S4中,稀盐酸采用氯化法副产稀废盐酸,加入量为含钛物料水合钛酸钠摩尔量的2.1倍,以HCl计,稀废盐酸的浓度为16%~20%;萤石的加入量为钛渣中SiO2摩尔量的0.5倍,氯化铵晶体加量为稀废盐酸质量分数的0.8%-1.3%,稀废盐酸质量分数以HCl计。

氯化法副产稀废盐酸稀释到20%以下使用。反应时间为40~100min,优选为60~70min,时间太短,熟化不充分,影响收率,时间太长,降低生产效率。稀盐酸的浓度(ω)为10%~20%,优选为16%~20%,浓度太低,将降低酸化反应效率,延长反应时间,影响钛的转化率。超过20%的浓度即成为浓盐酸,会产生强烈挥发,形成烟雾,恶化生产环境。

进一步地,步骤S3中水洗产生的NaOH溶液利用钛渣自然降温产生的热量进行浓缩结晶,获得固态烧碱结晶体;步骤S4中酸化反应产生的NaCl溶液利用钛渣自然降温产生的热量进行浓缩结晶,获得固态NaCl结晶体。

即水洗产生的NaOH溶液,通过管道输送至浓缩罐中,浓缩罐位于钛渣渣罐上方,利用高温钛渣冷却过程散发的热量加热浓缩罐,蒸发掉NaOH溶液中的水分,控制适当的温度,形成固态NaOH结晶体,返回钛渣铁罐内重复使用。

即酸化反应产生的NaCl溶液通过管道输送至浓缩罐中,浓缩罐位于钛渣渣罐上方,利用高温钛渣冷却过程散发的热量加热浓缩罐,控制适当温度,蒸发掉NaCl溶液中的水分,形成固态NaCl结晶体,返回钛渣铁罐内循环使用。

酸溶性富钛料,所述酸溶性富钛料中TiO2品位大于98%,酸溶性富钛料的酸解率大于99%。

将酸溶性富钛料用于硫酸法钛白粉生产。

将酸溶性富钛料作为硫酸法钛白生产的钛源时,单位钛白产品的硫酸消耗量明显降低,酸解率显著提升,酸解渣明显减少,钛白产品中的杂质来源明显减少,可以使用中等浓度的硫酸作为酸解酸,稀废硫酸排放大大减少。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、采用本发明所述方法制备的酸溶性富钛料与普通酸溶性钛渣相比,一是TiO2品位显著提高,二是不含低价氧化钛Ti2O3,酸溶性富钛料中TiO2品位大于98%,酸溶性富钛料的酸解率大于99%。

2、本发明制备的酸溶性富钛料作为硫酸法钛白生产的钛源时,单位钛白产品的硫酸消耗量明显降低,酸解率显著提升,酸解渣明显减少,钛白产品中的杂质来源明显减少,可以使用中等浓度的硫酸作为酸解酸,稀废硫酸排放大大减少。

3、本发明有效利用了电炉高温钛渣的潜热,有效回用了氯化法稀废盐酸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例1:

酸溶性富钛料的制备方法,包括以下步骤:

S1、从攀枝花钛渣厂稳定生产时钛渣电炉出渣口现场采集1kg的1500℃高温的熔融态酸溶性钛渣,置于内衬高温耐火材料的渣罐中,在渣罐中自然降温至1100℃,取777.2g片状烧碱置于内表面为铁质的铁罐中;

钛渣的化学成分(%)如表1所示:

表1

S2、将温度为1100℃的钛渣全部倾入铁罐内进行钠化反应,不间断搅拌,反应持续20min,然后,将126g的NaCl晶体加入铁罐中,并向铁罐中物料内鼓入空气,继续反应15min;

S3、钠化反应终止后,向铁罐内加入水,对物料反复进行水洗,直到水洗液呈现中性,过滤得固态混合物;再对混合物进行二段磁选、重选除去杂质,一段磁场强度为0.6T,二段磁场强度为1.5T。获得含钛物料,置于陶瓷容器中;

将水洗后的NaOH溶液送至浓缩罐中,浓缩罐位于钛渣渣罐上方,利用高温钛渣冷却过程散发的热量加热浓缩罐,蒸发掉NaOH溶液中的水分,在NaOH结晶点控制适当的温度,形成固态NaOH结晶体,返回钛渣铁罐内重复使用。重复使用量包含在上述777.2g片状烧碱内。

S4、向上述装有含钛物料的陶瓷容器中加入浓度为18%(ω)的氯化法副产稀废盐酸2085g和萤石粉9g(以CaF2计),保持常温(10-35℃)即可,持续搅拌60min结束,并在反应结束前20min加入氯化铵晶体3.7g;

将酸化后的NaCl溶液送至浓缩罐中,浓缩罐位于钛渣渣罐上方,利用高温钛渣冷却过程散发的热量加热浓缩罐,蒸发掉NaCl溶液中的水分,在NaCl结晶点控制适当的温度,形成固态NaCl结晶体,返回钛渣铁罐内重复使用。循环使用量包含在上述126g的NaCl结晶体内。

S5、将步骤S4获得的TiO2沉淀进行过滤、水洗、板框压滤机压滤,获得酸溶性富钛料。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.8%,酸解率为99.6%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

TiO2品位的测量方法如下:

将24.5g硫氰酸铵溶于80mL热水中,过滤,冷却至室温并稀释至100mL,贮存于密闭深色瓶中,获得硫氰酸铵指示剂。称取30g硫酸铁铵置于1000mL单刻度容量瓶中,加人300mL含15mL硫酸的水溶解。滴加高锰酸钾溶液直至溶液呈粉红色。用水稀释至刻度并摇匀。称取经(105士2)℃下干燥至恒重的二氧化钛标准参比物质190mg-210mg,按所述步骤标定上述溶液。用下式计算溶液的二氧化钛相当量T1,以每毫升相当TiO2克数表示:

式中:m1一所用二氧化钛标准参比物质的质量,单位为克(g);ω(TiO2)一标准参比物质的二氧化钛含量,以质量分数表示;V1一滴定消耗硫酸铁铵标准溶液的体积,单位为毫升(mL)。

酸解率的测量方法如下:

取酸溶性富钛料置于酸解罐中,加入10.8mol的硫酸(以H2SO4计),进行酸解反应,硫酸的浓度为75%(ω),反应温度为75℃,反应时间为30min。

反应完成后,先后测定上述钛液中的总钛和富钛料产品中的总钛,依照公式:酸解率%=(溶液中总钛)/(矿粉中总钛)×100,进行酸解率计算,获得酸解率为99.8%。

实施例2:

本实施例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

钠化反应时钛渣的温度为800℃。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.3%,酸解率为99.7%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

实施例3:

本实施例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

钠化反应时钛渣的温度为1000℃。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.7%,酸解率为99.8%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

实施例4:

本实施例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

一段磁场强度为0.7T,二段磁场强度为1.7T。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.7%,酸解率为99.7%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

实施例5:

本实施例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

一段磁场强度为0.5T,二段磁场强度为1.4T。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.3%,酸解率为99.6%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

实施例6:

本实施例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,使用的氯化法副产稀废盐酸的浓度为16%(ω)。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.5%,酸解率为99.5%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

实施例7:

本实施例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,使用的氯化法副产稀废盐酸的浓度为20%(ω)。

对本实施例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为98.9%,酸解率为99.7%,低价钛Ti2O3含量为“微量”。

对比例1:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

钠化反应时钛渣的温度为1350℃。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为92.1%,酸解率为94.2%。

本对比例中,熔融钛渣温度为1350℃,高于烧碱沸点,使其气化,使得烧碱量不足,造成钠化反应不充分,从而影响到富钛料产品TiO2品位,也促使低价钛含量增加。

对比例2:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

钠化反应时钛渣的温度为600℃。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为95.1%,酸解率为96.3%。

本对比例中,熔融钛渣温度为600℃,温度过低,时间不延长的情况下TiO2品位和酸解率均降低。

对比例3:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

S4中,上述装有含钛物料的陶瓷容器中加入浓度为16%(ω)的氯化法副产稀废盐酸1985g和萤石粉9g(以CaF2计)保持常温(10-35℃)即可,持续搅拌30min结束,并在反应结束前20min加入氯化铵晶体3.7g。然后进行常规过滤、水洗、板框压滤机压滤,获得富钛料产品

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为94.5%,酸解率为95.2%。

本对比例中,当稀盐酸1985g,即用量不足够时,且浓度降低为16%(ω),搅拌时间又不充分,则会影响TiO2的转化率,并增加杂质含量。

对比例4:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

一段磁场强度为0.3T,二段磁场强度为1.1T。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为94.7%,酸解率为94.9%。

本对比例中,一段磁场和二段磁场的强度均低于本发明,造成弱磁选无法除净强磁性矿物,而强磁选又无法除净弱磁性矿物,铁氧化物与镁氧化物含量明显增大,严重影响TiO2品位。

对比例5:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

一段磁场强度为0.9T,二段磁场强度为2.0T。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为95.6%,酸解率为95.3%。

本对比例中,一段磁场和二段磁场的强度均高于本发明,以致弱磁选时场强太高而造成弱磁性矿物堵塞磁选机缝隙,强磁选时吸附过多弱磁性矿物混杂于磁选机作业区,显著降低铁镁等氧化物除去效果。

对比例6:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

磁选不分段,磁场强度为1.5T。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为95.4%,酸解率为94.8%。

本对比例中,磁选不分段,含铁物料没有二段磁选去除效果好,致使富钛料产品的TiO2品位有所降低。

对比例7:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

在步骤S2中,不鼓入空气。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为95.3%,低价钛Ti2O3含量为1.73%,酸解率为97.9%。

本对比例中,在NaOH、NaCl与低价钛熔融反应时,由于不鼓入空气,降低了低价钛的转化速率和转化率,从而造成富钛料产品中TiO2品位下降,低价钛含量升高。

对比例8:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,使用的氯化法副产稀废盐酸的浓度为14%(ω)。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为96.4%,酸解率为97.7%。

在本对比例中,稀废盐酸的浓度低于本发明,在酸化时间不变的情况下,反应不够充分,钛酸钠未完全转化为TiO2,杂质含量增加。

对比例9:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,使用的氯化法副产稀废盐酸的浓度为24%(ω)。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为96.3%,酸解率为97.8%。

在本对比例中,稀废盐酸的浓度高于本发明,造成浓盐酸大量挥发,致使参与反应的有效HCl摩尔量不足,钛酸钠未完全转化为TiO2,杂质含量增加,同时也恶化了环境。

对比例10:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,不加入萤石粉。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为94.9%,酸解率为96.3%。

对比例11:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,不加入氯化铵晶体。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为95.1%,酸解率为96.1%。

对比例12:

本对比例基于实施例1,与实施例1的区别在于:

步骤S4中,同时不加入萤石粉和氯化铵晶体。

对本对比例制备的酸溶性富钛料产品进行烘干后检测,TiO2品位为93.2%,酸解率为94.4%。

对比例13:

从攀钢钛冶炼厂稳定生产时钛渣电炉出渣口现场采集1kg的1500℃高温的熔融态酸溶性钛渣,置于内衬高温耐火材料的渣罐中,冷却到室温待用。然后加入14.3mol的硫酸(以H2SO4计),进行酸解反应,硫酸的浓度为92%(ω),反应温度为75℃,反应时间为30min。

反应完成后,先后测定上述钛液中的总钛和富钛料产品中的总钛,依照公式:酸解率%=(溶液中总钛)/(矿粉中总钛)×100,进行酸解率计算,获得酸解率为92.8%。

在本对比例中,采用工厂生产的酸溶性钛渣产品,即使使用浓度很高的浓硫酸酸解,由于大量低价钛的存在,酸解率也不高。

对比例14:

从攀钢钛冶炼厂稳定生产时钛渣电炉出渣口现场采集1kg的1500℃高温的熔融态酸溶性钛渣,置于内衬高温耐火材料的渣罐中,冷却到室温待用。然后加入14.3mol的硫酸(以H2SO4计),进行酸解反应,硫酸的浓度为75%(ω),反应温度为75℃,反应时间为30min。

反应完成后,先后测定上述钛液中的总钛和富钛料产品中的总钛,依照公式:酸解率%=(溶液中总钛)/(矿粉中总钛)×100,进行酸解率计算,获得酸解率为79.4%。

该实验说明,采用工厂生产的酸溶性钛渣产品生产钛白时,当使用与实施例1的浓度相等的硫酸酸解时,由于大量低价钛的存在,酸解率显著降低。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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