钛白粉生产中酸性废渣的利用

国内钛白粉生产均采用硫酸法,硫酸法以硫酸和钛铁矿为主要原料。钛铁矿为氧化钛与氧化铁之固溶体,分子式FeO、TiO_2,在与硫酸反应时,钛、铁组分转化为相应的硫酸盐。钛铁矿酸分解反应的酸解率一般为94～95％,因此大约有5～6％的钛铁矿连同其他杂质以酸性淤泥(废渣)方式排出,这种淤泥含水约45％,其中硫酸浓度在10％左右。一座年产2000吨钛白粉的工厂,每年约排出酸性废渣500余吨,我厂自建厂以来,一直将废渣丢弃,造成环境严重污染。     

钛精矿酸分解和控制过程在硫酸法钛白生产的重要性

在硫酸法生产钛白粉过程中,钛精矿(又叫钛铁矿、或者叫钛矿,以下简称叫钛矿)酸分解和浸取控制过程是一个很重要的关键环节,他的整个过程的好与坏、都关系到整个钛白生产线的收得率,同时也很大程度上确定了成品质量的应用性能。下面就实际生产中的数据分析进行探讨。     

攀枝花钛铁矿磨浸耦合试验

以攀西地区钛资源为基础的硫酸法钛白粉生产工艺,每吨钛白粉要排出6~8 t浓度为20%的废稀硫酸,存在严重的环境问题。采用稀硫酸酸解工艺,可以有效回用废酸,避免废酸排放,降低生产酸耗。设计了1套稀硫酸酸解装置,采用磨浸结合的机械活化-稀酸酸解反应耦合工艺,在反应器转速70 r/min、球料比10∶1、酸矿比1.5∶1、硫酸浓度60%以及温度70℃优化工艺条件下,钛铁矿中钛浸出率达到80%。试验所得到的钛液浓度为130 g/L、F值为3左右,钛液稳定性≥350 m L,所得钛液符合硫酸法生产的合格钛液要求。磨浸耦合反应工艺,采用磨球机械活化钛铁矿的方法,可以有效提高钛铁矿的反应速率,增强反应过程中液固传质,有效改善稀酸介质中钛铁矿的反应活性。新的稀酸酸解工艺,不仅节约酸耗、全部回用废酸,还有效减轻酸解过程酸雾排放污染,是解决硫酸法生产钛白粉环保问题的一条新的工艺路线。     

钛精矿连续酸解过程中物相变化特征探讨

如何进一步提升酸解回收率一直是硫酸法钛白研究的重点,而酸解回收率的高低与含钛物相的变化密切相关。以连续酸解工艺为例,为考察反应过程中含钛物相的变化特征,综合应用矿物分析仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、化学分析等技术手段对反应过程中钛精矿中主要物相的含量、形貌变化特征以及Ti、Si元素的含量、赋存变化特征进行了研究。结果表明,钛精矿主要由钛铁矿和硅酸盐矿物组成;酸解过程中,酸沿钛铁矿颗粒边缘或裂隙向内部渗透将其逐步分解,与此同时,钛铁矿含量由钛精矿中的86.13%(质量分数,下同)逐渐降低至残渣4#中的14.38%;在此过程中,石英、透辉石得到富集,其含量分别由钛精矿中的0.06%及1.58%逐渐增加至残渣4#中的50.85%和14.92%;反应过程中Ti元素含量由钛精矿中的26.74%逐渐减小至残渣4#中的6.46%,Si元素含量则由2.19%逐渐增加至29.14%;反应期间,钛铁矿中Ti元素赋存比由钛精矿中的96.08%逐步降低至残渣4#中的64.88%,且Ti元素主要由钛铁矿向TiOSO₄迁移,部分Ti元素被石英及其混合物包裹而滞留其中,导致Ti元素的损失;Si元素主要赋存物相由钛精矿中的钛铁矿以及辉石等硅酸盐逐渐转变为残渣4#中的石英和透辉石,且石英中Si元素赋存比由钛精矿中的0.79%大幅增加至残渣4#中的73.78%。     

钛精矿连续酸解过程中物相变化特征探讨

如何进一步提升酸解回收率一直是硫酸法钛白研究的重点,而酸解回收率的高低与含钛物相的变化密切相关。以连续酸解工艺为例,为考察反应过程中含钛物相的变化特征,综合应用矿物分析仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、化学分析等技术手段对反应过程中钛精矿中主要物相的含量、形貌变化特征以及Ti、Si元素的含量、赋存变化特征进行了研究。结果表明,钛精矿主要由钛铁矿和硅酸盐矿物组成;酸解过程中,酸沿钛铁矿颗粒边缘或裂隙向内部渗透将其逐步分解,与此同时,钛铁矿含量由钛精矿中的86.13%(质量分数,下同)逐渐降低至残渣4#中的14.38%;在此过程中,石英、透辉石得到富集,其含量分别由钛精矿中的0.06%及1.58%逐渐增加至残渣4#中的50.85%和14.92%;反应过程中Ti元素含量由钛精矿中的26.74%逐渐减小至残渣4#中的6.46%,Si元素含量则由2.19%逐渐增加至29.14%;反应期间,钛铁矿中Ti元素赋存比由钛精矿中的96.08%逐步降低至残渣4#中的64.88%,且Ti元素主要由钛铁矿向TiOSO₄迁移,部分Ti元素被石英及其混合物包裹而滞留其中,导致Ti元素的损失;Si元素主要赋存物相由钛精矿中的钛铁矿以及辉石等硅酸盐逐渐转变为残渣4#中的石英和透辉石,且石英中Si元素赋存比由钛精矿中的0.79%大幅增加至残渣4#中的73.78%。     

钛矿石化学成分及物相分析方法研究进展

钛矿石是一种较难分解的矿石,由于含钛量很高,而钛易水解形成难溶的偏钛酸析出,给分析测试带来较大困难。综述总结了近10年来钛铁矿、钒钛磁铁矿、金红石等钛矿石化学成分分析方法、化学物相分析方法和标准物质研制等方面取得的进展情况:化学成分分析包括样品分解方法、滴定法、分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和X射线荧光光谱法(XRF)等;对钛矿石中含钛及含铁矿物相的分离方法进行了讨论;对国内研制的钛矿石化学成分及物相分析标准物质进行了简要介绍。结合目前国内钛矿石分析方法的现状,对钛矿石分析测定技术的发展前景提出了建议。     

DRI钛渣制备钛白粉新工艺研究

DRI钛渣活性强,品位较高,便于实现钛的回收利用,可以代替钛铁矿生产钛白粉,是硫酸法钛白的发展趋势。然而,相对于钛铁矿来说,DRI钛渣的铁含量明显减少,钙镁铝含量提高明显,不能直接应用于现有的硫酸法钛白工艺。针对DRI工艺钛渣的工艺矿物学特征进行钛白粉制备新工艺的探索试验,成功开发了原料预除杂与硫酸法钛白相结合、以及酸解液沉铝与硫酸法钛白相结合的新工艺,均可制得高品质的钛白粉。     

热酸球磨浸出攀枝花钛铁矿

在工业矿酸比条件下,研究攀枝花钛铁矿热酸球磨快速浸出的可行性,着重考察了搅拌球磨的转速、球料比、硫酸浓度以及反应温度等因素对酸解的影响。结果表明,与未实施球磨的浸出相比(其它试验条件相同、磨浸60 min),钛的浸出率可提高64%,这是由于搅拌球磨导致钛铁矿晶格畸变以及颗粒显著细化所致。获得了磨浸的优化工艺条件为:搅拌磨的转速700 r/min,球料比5∶1,矿酸比1∶1.6,硫酸浓度70%以及温度120℃。在此条件下磨浸60 min钛的酸解率达到81%,所得钛液稳定性≥550 mL,表明70%硫酸可直接液相酸解钛铁矿,为实现水解废酸循环利用提供了一条可行途径。     

原生钛铁矿选矿工艺流程的探讨

当前钛工业所用的原料主要是金红石及钛铁矿。据报道,以钛资源而论,钛铁矿占85～90％,金红石占5～10％。以产状分,钛铁矿产于砂矿和钒钛磁铁矿中。我国有极为丰富的钒钛磁铁矿资源,因此,研究从钒钛磁铁矿中回收钛铁矿,是迅速发展我国钛工业的重要技术课题。     

低温还原钛铁矿生产高钛渣的新工艺

开发出一种低温快速还原钛铁矿生产高钛渣的新工艺，该工艺将钛铁矿和碳质还原剂(如煤粉)粉体的粒度磨细到10μm左右时，可在600℃左右实现快速还原反应将铁还原出来，冷却后通过磁选分离方式得到高钛渣和铁粉。该工艺具有冶炼温度低、能耗小、污染少等特点。同时研究开发出一种高效球磨机，可将钛铁矿粉体的平均粒度磨细到2-10μm，能耗低于100kWh/t，产量有望达到5-10t/h。     

高钛渣生产

钛铁矿可直接用作硫酸法制钛白和炼钛铁合金的原料。为了生产四氯化钛和供电焊条涂料用的金红石,就要将钛铁矿制成人造富钛料。制造富钛料的方法很多。我国目前以     

高钛原料的生产

高钛原料包括钛铁矿、天然金红石、钛渣和合成金红石等,根据用途可分为用于硫酸法制取氧化钛的和用于氯化法制取氯化钛及金属钛的两种.用硫酸法制取氧化钛时,考虑到溶解性.不能使用金红石型的原料,原料品位要从经济上考虑.人工合成的高钛原料中铁为主要杂质,其除去率影响着原料的质量,存在一个铁的残余量界限.     

微波加热浸出法从钛铁矿中提取钛

以钛铁矿和硫酸铵为主要原料,通过熔融反应法使钛铁矿中的钛转化成易溶于稀硫酸的硫酸氧钛,利用煅烧产生的氨气和水解产生的废酸生成硫酸铵,可循环使用。本试验主要是用微波浸出法替代工艺中的水浴浸出,采用单因素试验和正交试验考察微波功率、微波时间、浸出温度、硫酸浓度对钛浸出的影响。结果表明,在矿物粒度-0.053mm、微波功率4kW、浸出时间5h、硫酸浓度30%、浸出温度70℃的条件下,钛浸出率达到了96.99%,最终产品钛白粉中金红石型二氧化钛结晶度达到70.75%。     

LiCl-KCl熔盐中电解还原钛铁矿的研究

在LiCl-KCl熔盐中,采用熔盐电解法还原钛铁矿,研究了电解时间、槽电压及电解温度对还原钛铁矿的影响,探讨了在熔盐中钛铁矿电解脱氧的机理。结果表明,钛铁矿还原优先生成铁,钛氧化物由高价到低价逐步还原,而未得到金属钛及其合金,说明在LiCl-KCl熔盐中,TiO的脱氧还原是钛铁矿熔盐电解生成金属钛及其合金的反应限制性步骤。     

超声/微波辅助提取分离钛铁矿中的钛铁

采用超声、微波辅助硫酸酸解—水浸的方法从钛铁矿中分离钛铁。结果表明,容量分析法可以准确测定钛铁提取液中钛铁含量,超声、微波辅助硫酸分解—水浸出取效率显著,水浸10min达到稳定,钛铁浸出率分别达到97.2%和98.0%。     

用锌焙砂治理钛白生产中的废酸

<正> (一)钛白废酸组成用硫酸法生产钛白粉,无论产品是低档的搪瓷钛白,还是高档的金红石型钛白;也无论钛液的水解是用高压水解还是常压水解,都要产生废酸。废酸中除游离硫酸外,还含有相当数量的硫酸亚铁、硫酸钛盐及其它可溶性硫酸盐杂质。其主要组成是(克/升):H_2SO_4448.2、Fe30.79、TiO_233.98、Mn3.77。     

中国的钛工业概况

1 钛矿资源 目前,地壳中发现的钛矿物及含钛矿物约计50余种,但作为开发利用的钛矿物主要是金红石、钛铁矿、钛硫铁矿以及钛铁矿的风化产物白钛矿。     

微波辐照—盐酸浸出制备酸溶性富钛渣的探索

探讨了将微波新技术应用于钛铁矿冶金的可行性，结果表明，钛铁矿精矿用“微波辐照－盐酸浸出法”能制得供硫酸法生产钛白酸溶性富钛渣，且具有方法新、能耗低、工艺简便等特点。     

用攀枝花钛铁矿制备球形二氧化钛

研究了以攀枝花钛铁矿为原料,采用盐酸浸出-硫酸分解-EDTA络合除铁水解法制备高纯球形二氧化钛,考察了高钛渣固相酸解和浸出条件。结果表明：在硫酸浓度80％～85％、酸矿质量比（2．0～2．5）∶1、液固体积质量比1∶1、温度70℃条件下,钛浸出率达97．8％;对钛浸出液进行水解,加入EDTA溶液抑制Fe3＋的水解,得到纯度为99．984％的均一球形TiO2。此方法避免了传统方法中繁琐的净化过程,大大降低了废酸产生量,对于降低能耗及改善环境有明显益处。     

攀枝花钛铁矿酸溶性钛渣硫酸法制取锐钛型涂料钛白和电焊条钛白工业试验

我院和上海东升金属厂在80年2—3月共同进行了工业试验,成功地制取了锐钛型涂料钛白、电焊条钛白。试验表明钛渣具有良好的酸溶性,与以两广钛铁矿为原料的硫酸法比较,在现有的生产设备上磨料与酸解工序可提高产能50%,省去冷冻结晶工序,不产生硫酸亚铁,水解工序可提高产能25%,硫酸消耗可降低近30%,废酸、废渣量也可减少。经济上把钛渣价格降低到650元/吨即可与两广钛铁矿生产钛白成本相当。工业试验的成功为攀枝花钛铁矿的综合利用开辟了前景。