钛白废酸浸出赤泥脱碱实验研究与动力学分析

依据赤泥强碱性和钛白废酸呈酸性的特点,利用钛白废酸浸出赤泥脱碱。考察了搅拌速率、液固比、浸出温度和浸出时间对赤泥脱碱效果的影响,同时对赤泥脱碱过程进行了理论分析和动力学研究。结果表明:在浸出温度为70 ℃,搅拌速率为400 r/min,液固比为5 mL/g和反应时间为60 min的条件下,赤泥脱碱率大于99%,脱碱液pH值为6.2。利用钛白废酸浸出赤泥,赤泥脱碱率高,脱碱渣中铁品位也得到了富集,可以作为提取回收铁的二次矿产资源。钛白废酸能够显著破坏赤泥中钙霞石的晶体结构,使得结构碱几乎全部溶解,脱碱渣中出现硬石膏衍射峰,赤铁矿衍射峰也可明显分辨。该脱碱过程受未反应核收缩模型(USCM)中的内扩散关键步骤控制,线性相关系数大于0.99,脱碱反应速率常数随着温度升高而增加,表观活化能(E_a)为13.12 kJ/mol。     

含钪钛白废水中钪的测定

1 前言含钪钛白废水(以下简称废水)中,由于大量杂质的存在,给钪的测定带来困难,目前废水中微量钪的测定方法未见报导。我们在研究从废水中回收氧化钪的同时,对钪的测定方法也进行了探索。用沉淀及萃取法分离出铁、钛及硫酸根等主要杂质后,以偶氮胂Ⅲ为显色剂进行分析。该法灵敏度较高ε_(660)=4.5×10~4·mol~(-1)·cm~(-1),钪在0～30μg/25ml符合比尔定律。回收率较高,干扰离子消除彻底,所用试剂及仪器一般,操作简便,能满足一般厂矿化验的需要。     

钛白废酸中钪的提取工艺改进

研究旨在改进现有二（2-乙基己基）磷酸（P204）-磷酸三丁酯（TBP）煤油体系提取钛白废酸中钪的工艺流程，降低洗涤操作费用，提高钪的富集比。研究了采用二次萃取富集、一次水解除杂、二次草酸提纯工艺提取钛白废酸中的钪。确定了最佳工艺条件：有机相的最佳体积分数为25％P204＋4％，TBP＋61％煤油；2mol／L氢氧化钠＋1．5mol／L氯化钠反萃；用盐酸调节反萃液pH为1，加热水解除钛；调水解液酸度（氢离子浓度）为7mo]／L，二次萃取除杂。在最佳条件下，可使钪与钛质量比由原废酸中的1：136富集到20：1。与现有工艺相比，省去了硫酸洗钛步骤，降低了提钪成本。     

钛白废酸的综合利用研究现状及展望

硫酸法钛白生产中,每生产1t钛白约产生硫酸质量分数在20%左右的废酸8～10 t,废酸的治理和综合利用是解决钛白生产环境污染的一项重要工作.综述了近年来国内外对钛白废酸治理与综合利用所采取的一些措施,介绍了硫酸回收常用的浓缩、扩散渗析及萃取等方法;总结了以钛白废酸为原料生产硫酸亚铁铵、石膏、人造金红石、过磷酸钙、聚合硫酸铁及铁红颜料的各种工艺;重点阐述了从钛白废酸中分离提取钛、钒、钪、铁等有价金属的方法.提出了治理废酸的同时,综合利用钛白废酸中的各种资源,变废为宝,指明钛白废酸综合利用的发展方向.     

钛白废酸回收及综合利用研究进展

本文介绍了常用的硫酸回收利用技术及从钛白废酸中回收钛、铁、钪等有价金属的方法,总结了以钛白废酸为原料生产硫酸亚铁净水剂、铁系颜料、普通过磷酸钙及浸出矿石和废渣的技术,最后提出了钛白废酸回收及综合利用的发展方向。     

钛白水解废酸中钪的回收

研究了钛白水解废酸中钪的回收及钪与钛的分离。在P204-TBP萃取体系中进行了钛白水解废酸提钪实验研究,在此基础上绘制了钪的萃取等温线,并进行了串级逆流萃取实验。针对萃取后含钪钛的有机相,提出了用洗脱剂EL洗脱负载有机相中的钛,并进行了相应的实验研究。对除钛后的有机相,考察了钪反萃的影响因素。实验结果表明：P204-TBP萃取体系基本可以实现钪的回收富集,经洗脱剂EL三级逆流洗脱,钛的洗脱率可达到98%,而钪的损失率仅为4%,钪钛的分离效果明显。洗脱钛后的有机相用氢氧化钠反萃,钪的单级反萃率能达到97%以上。钛白水解废酸经一次萃取、洗脱、反萃后得到的粗钪产品纯度可达到85%。     

钛白水解废酸中钪的回收

研究了钛白水解废酸中钪的回收及钪与钛的分离。在P204-TBP萃取体系中进行了钛白水解废酸提钪实验研究,在此基础上绘制了钪的萃取等温线,并进行了串级逆流萃取实验。针对萃取后含钪钛的有机相,提出了用洗脱剂EL洗脱负载有机相中的钛,并进行了相应的实验研究。对除钛后的有机相,考察了钪反萃的影响因素。实验结果表明:P204-TBP萃取体系基本可以实现钪的回收富集,经洗脱剂EL三级逆流洗脱,钛的洗脱率可达到98%,而钪的损失率仅为4%,钪钛的分离效果明显。洗脱钛后的有机相用氢氧化钠反萃,钪的单级反萃率能达到97%以上。钛白水解废酸经一次萃取、洗脱、反萃后得到的粗钪产品纯度可达到85%。     

我国稀土氧化钪提取工艺实现重大突破

广西冶金研究院通过改革工艺流程和萃取条件，使稀土材料氧化钪提取工艺实现重大突破，目前新工艺已进人生产性试验阶段。稀贵金属氧化钪主要来自钛白粉生产厂副产的废酸，这项技术在钛白行业推广应用极具市场前景。用于制造发光、激光、磁材料和催化剂等新材料的钪，市场需求急剧扩大。     

钛白废酸和含钒钢渣资源化协同处理研究

钛白废酸和含钒钢渣分别属于钛白粉生产行业与钒钛磁铁矿冶炼行业在生产过程中产生的废弃物，其中钛白废酸因其高浓度的硫酸(高于20%)而被列为危险废弃物，面对钛白废酸和含钒钢渣难以处置所造成的资源浪费和环境问题，本研究提出了首先用冷却法处理钛白废酸，可以有效将钛白废酸中的硫酸含量从26%提高至30%,脱铁率达到70%以上，并产生大量具有经济价值的七水合硫酸亚铁晶体。之后将钛白废酸浸出含钒钢渣，利用单因素变量法得出最佳工艺条件为：渣酸比1∶5(g∶mL),浸出时间2 h,浸出温度60℃,并通过多因素相关性分析得知，三个变量中，仅渣酸比与钒浸出率显著相关，为影响钒浸出率的主要因素，而其余两因素与钒浸出率之间无显著性关系。本研究对钛白废酸及含钒钢渣的资源化综合利用问题提出了更为有效的解决方案，具有较好的应用前景和一定的环境意义。     

由钛白废酸和硫铁矿烧渣制备饲料级硫酸亚铁

研究了以钛白废酸和硫铁矿烧渣为原料,经酸浸、除杂、还原制得精制硫酸亚铁溶液,再经过滤、冷冻结晶、洗涤、真空干燥制备饲料级硫酸亚铁的新工艺.重点考察了酸浸条件对浸出率的影响及除杂还原条件对产品质量的影响.结果表明:采用硫酸质量分数为30%的废酸浸取,控制液固质量比为5∶ 1,浸出时间2 h,可使铁浸出率达到96%;采用铁屑还原浸出液,可得到硫酸亚铁溶液,对溶液进行冷冻结晶和真空干燥可制备达到化工行业标准HG/T 2935-2000的饲料级硫酸亚铁产品.综合利用了钛白废酸和硫铁矿烧渣,具有原料价格低廉、来源广泛、生产成本低等优势.     

溶析结晶法脱除钛白废酸中硫酸亚铁盐的研究

针对钛白粉工业的废酸,选用乙醇(Et OH)为溶析剂,研究了溶析结晶法脱除钛白废酸中硫酸亚铁盐的可行性。在5~30℃,采用激光检测法系统地测定了七水硫酸亚铁在水、硫酸溶液和醇酸混合水溶液中的溶解度,考察了溶析剂浓度、温度、硫酸浓度等因素对硫酸亚铁盐溶解度的影响。在此基础上,以钛白废酸(含硫酸20%(wt)、七水硫酸亚铁8%(wt)为对象,在搅拌结晶器中考察了溶析剂加入量、加入方式、搅拌速度、晶种和熟化时间等工艺操作条件对硫酸亚铁脱除率的影响。结果表明,以乙醇为溶析剂,可在常温下显著降低硫酸亚铁在硫酸溶液中的溶解度。在醇酸混合水溶液中,硫酸亚铁盐的溶解度主要受溶析剂浓度影响,与硫酸浓度无关。控制适宜的搅拌速度、溶析剂加入速度和熟化时间有助于提高硫酸亚铁的脱除率。适宜的溶析结晶条件为:温度为5~10℃,溶析剂与废酸的质量比1:1,溶析剂加料速度6 m L·min-1、熟化时间60 min。在此条件下,七水硫酸亚铁的脱除率可达到87%~91%。     

阴离子树脂固相萃取光度法测定煤矸石中痕量钪

研究了铬天青S(CAS)与钪(Ⅲ)的显色反应,在pH6.0的HAc-NaAc缓冲溶液中,在氯化十四烷基砒啶(TPC)和乳化剂OP存在下,铬天青S(CAS)与钪(Ⅲ)反应生成物质的量比为2∶1的稳定配合物,该配合物可用DT-1016型阴离子树脂交换柱萃取富集,再通过树脂相光度法测定钪,由此建立了测定钪的光度法的新方法。吸附配合物树脂相的最大吸收波长为610 nm,表观摩尔吸光系数为1.43×105L.mol-1.cm-1。钪的质量浓度在0~360μg/L范围内符合比耳定律。经阴离子树脂交换柱萃取富集后,钪的测定灵敏度可提高数倍,大多数常见离子不干扰测定。方法应用于煤矸石痕量钪的测定,结果满意。实际样品分析结果的相对标准偏差5%,加标回收率为98.0%~103.0%。     

二安替比林基-(对二甲氨基)-苯基甲烷与铁(Ⅲ)的显色反应

合成了高灵敏显色剂二安替比林基-(对二甲氨基)-苯基甲烷(DADM)。在混合酸和表面活性剂条件下,水浴加热35 min后,DADM与铁(Ⅲ)生成紫红色络合物,λmax=555 nm,ε=1.33×105L·mol-1·cm-1;铁(Ⅲ)质量浓度在0~0.4μg/m L范围内符合朗伯-比尔定律。该体系选择性好,稳定时间长,可用于样品中微量铁(Ⅲ)的测定。     

超声振荡条件下赤泥盐酸介质浸提钪的研究

研究了以盐酸为介质从赤泥中浸出提取钪的工艺,对比考察了不同条件下钪的溶出效果。结果表明,赤泥中钪的溶出率随着盐酸浓度、液固比、温度、反应时间的增大而增大。超声波振荡条件下反应效率高于普通恒温水浴振荡。盐酸浓度为6 mol/L、液固体积质量比为5∶1(mL/g)时,恒温水浴振荡条件下需要反应时间为1.5 h,反应温度为70℃,钪的溶出率为85.2%;而超声波振荡条件下反应时间仅需10 min,反应温度为60℃,钪的溶出率可达93%以上。     

提高钛白废酸提钪萃取选择性的研究

研究旨在选择合适的助萃剂LH,提高二（2-乙基己基）磷酸（P204）-磷酸三丁酯（TBP）-磺化煤油体系对钛白废酸提钪的选择性,提高钪钛分离系数和钪铁分离系数。研究采用的工艺为二次萃取富集、二次反萃成钪、化学精制提纯钪。通过正交试验确定最佳萃取工艺条件：萃取剂最佳配比V（P204）∶V（TBP）∶V（磺化煤油）=1.3∶0.7∶10,一次萃取相比为V（O）∶V（A）=1∶21,不加助萃剂二次萃取相比为V（O）∶V（A）=1∶5,加助萃剂时其加量为水相体积的1.7%,此时钪钛分离系数达到124 812,钪铁分离系数达到8 202。     

赤泥脱碱处理和有价金属钛钪提取的研究

赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后排除的固体残渣。研究了用石灰脱碱,降低赤泥对土壤的环境危害,并提取其中贵重金属的方法。赤泥脱碱的条件：氧化钙用量占赤泥质量的5％～8％,质量分数20％的石灰乳与赤泥质量比为（3～5）：1,在80～90℃浸取2h,当原赤泥粒度小于180μm时,脱碱后赤泥含总碱质量分数〈1．0％。从赤泥中提取钪、钛采用两段酸浸工艺：先用6mol／L盐酸浸取,盐酸浸出液用质量分数1％的P507萃取,在50℃时用2．0mol／L氢氧化钠溶液反萃取,钪的提取率达90％以上;再用17．1mol／L硫酸浸取,酸渣质量比为3：1,浸取温度为200℃,浸取时间为2h,钛提取率可达95％。     

钛白废酸的治理与浓缩综述

硫酸法钛白生产中。每生产1t钛白约产生硫酸质量分数为20％左右的废酸6t，废酸的治理是解决钛白生产环境污染的一项重要工作。在所有的治理措施中，只要将废酸浓缩至70％（质量分数）就可以返回酸解全部回用，因此，废酸浓缩是最直接有效的治理钛白废酸的方法。简单介绍了国内外所采取的一些治理措施，重点对国内钛白废酸浓缩的各种生产工艺进行了介绍。     

新试剂N-邻甲苯基-N′-(氨基对苯磺酸钠)硫脲的合成及与金(Ⅲ)发色反应的研究和应用

详细介绍了新试剂N-邻甲苯基-N′-(氨基对苯磺酸钠)硫脲(OM PT)的合成。经过红外、紫外、核磁共振和元素分析等方法测试,确定了其组成和结构。并研究了试剂与金(Ⅲ)的发色反应,建立了光度法测定微量金(Ⅲ)的新方法。在pH4.2～5.6 的HAc～NaAc 缓冲体系中,该试剂和金(Ⅲ)形成一种稳定的组成比为 1∶2 的水溶性配合物,配合物的最大吸收峰位于 312.8nm 处,表观摩尔吸光系数为 1.74×105L·m ol- 1 ·cm - 1。Au3 量在 0.20～8.40μg/25m L 服从比尔定律,相关系数r= 0.9998。将该法应用于金矿石中微量金的测定,获得满意的结果。     

萃取-膜蒸馏法处理钛白废酸的研究

提出了三异辛胺-仲辛醇-航空煤油体系萃取硫酸与减压膜蒸馏浓缩相结合的钛白废酸治理新方案。对萃取工艺参数、膜蒸馏浓缩稀硫酸的基本规律及萃取回收硫酸的浓缩程度进行了研究。结果表明:1.49mol·L-1的钛白废酸经8级萃取和6级反萃取,酸回收率可达92.15%,稀硫酸浓度为1.21mol·L-1,再经减压膜蒸馏浓缩可得到10.82mol·L-1(质量分数67.3%)的硫酸,达到了返回钛白生产循环使用的要求。     

还原偶氮胂Ⅲ催化动力学光度法测定痕量铜(Ⅱ)

在邻苯二甲酸氢钾-盐酸缓冲介质中,以1,10-邻菲哕啉为活化剂,痕量铜(Ⅱ)能灵敏催化抗坏血酸还原偶氮胂Ⅲ褪色的反应,以此建立了测定痕量铜(Ⅱ)的新方法。方法的线性范围为0～100ng·(25mL)~(-1),检测限为2．81×10~(-10)g·mL~(-1)。直接用于人发中铜的测定,结果满意。