深还原钛渣硫酸法制取钛白实验研究

以含钛铁精矿直接还原冶炼的含钛物料（深还原钛渣）为原料,对硫酸法制取颜料级钛白粉的工艺进行了研究。实验结果表明,深还原钛渣具有良好的酸解性能,酸解率可达97%;酸解后得到的钛液过滤性能好;但酸解钛液中氧化镁和氧化铝浓度过高,所以直接以该钛液为原料制得的钛白颜料性能差。采用深还原钛渣和钛精矿按一定比例混合酸解,可以避免钛液杂质含量过高对最终钛白产品质量造成的影响。深还原钛渣较佳用量为不高于钛原料总质量的20%。     

钛渣连续酸解工艺技术研究

用钛渣代替钛铁矿生产钛白粉,可以有效降低硫酸消耗,杜绝绿矾产生,是硫酸法钛白产业清洁生产的发展趋势。但是由于钛渣中强放热性物质（如氧化铁等）很少,因此酸解反应不可能像钛铁矿一样依赖反应生成热维持反应连续进行,需要补充一定的热量。通过对钛渣连续酸解热量分析,自主开发了一套实验室钛渣连续酸解装置。实验结果表明,该装置对钛渣连续酸解热量补充是可行的,解决了钛渣连续酸解热量不足的问题;掌握了浆料预热温度、熟化时间、酸料比、反应酸浓度等钛渣连续酸解的关键工艺操作参数,钛渣连续酸解成套工艺运行稳定;钛渣连续酸解其酸解率较间歇式酸解提高2%以上,降低了钛白粉的生产能耗,而且酸解得到的钛液质量稳定可控。     

钛渣替代钛矿制备钛白酸解试验研究

在酸解罐中采用TiO2质量分数为75%～80%的酸溶性钛渣与质量分数为96%～98%的浓硫酸进行酸解反应,通过添加硝酸钠或铁粉调节Ti3+浓度,然后熟化钛液.试验结果表明钛渣酸解替代钛矿制备钛白粉工艺简单,工业化生产可行,可以较大程度地减少"三废"排放;主要酸解工艺优化参数为酸渣比1.7,成熟时间3 h,总钛质量浓度大于220g/L,钛渣平均酸解率93%.     

高炉渣制取高钛渣的新工艺研究

结合攀枝花钢铁公司炼铁高炉渣的情况以及我国钛白粉工业的现状,我们制定了采用液相法硫酸浸取高炉渣中的TiO2、水解浓缩为高钛渣,且综合利用铝及酸废液循环操作的基本工艺方案,并初步探讨了微波对钛液水解的影响.     

攀枝花钛渣氧化改性酸浸和微波消解工艺对比

为获得攀枝花钛渣制备高品质富钛料的适宜方法,对比研究了氧化改性酸浸工艺和微波消解工艺,并利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对产物进行表征。结果表明：钛渣氧化改性后在常压酸浸工艺中反应活性差,难以有效除杂;微波消解工艺有利于破坏钛渣的致密固溶体,其效果比氧化改性常压酸浸工艺好。在盐酸质量分数为25%、液固比为4 mL/g、压力0.2 MPa条件下,采用微波消解工艺制得了二氧化钛质量分数为88%、铁质量分数为2%~3%、氧化镁+氧化钙质量分数<1.5%的富钛料。该富钛料符合沸腾氯化工艺生产钛白粉对原料的要求。     

硫酸酸解攀西钛精矿技术研究

为提高攀西钛精矿中钛资源的利用率,系统探讨了硫酸酸解攀西钛精矿的工艺原理、技术参数及热力学。研究结果表明,通过优化反应硫酸浓度、酸矿比、熟化时间等因素可使硫酸酸解攀西钛精矿的酸解率达95%以上。此外钛精矿酸解反应若用98%（质量分数,下同）硫酸与钛精矿预混后,稀释至反应酸浓度引发反应总放热量为 1 397.5 kJ/kg,反应剧烈、危险系数大。改用92%硫酸与钛精矿预混引发反应总热量为1 267.4 kJ/kg,能够将反应产物加热到271 ℃,反应较温和,且其总热量完全满足酸解反应的需求。     

钛液的酸度系数控制

控制钛液的酸度系数（Ｆ），可提高钛白粉的产量、质量和回收率。提出了采用废酸返回用于酸解和浸取的工艺，使酸度系数Ｆ偏高（Ｆ１８～２．２），既可提高钛液的稳定性，又可代替部分外加的硫酸，降低生产成本。     

攀枝花钛渣可熔盐氯化生产TiCl_4

<正>攀钢研究院与攀钢钛业公司共同开展的全攀枝花钛精矿冶炼钛渣试验研究近日完成。试验表明,全攀枝花钛精矿冶炼74%品位钛渣用于熔盐氯化生产四氯化钛工艺可行,经济效益显著。据介绍,攀钢集团自产钛渣为主要品位74%的酸溶性钛渣,用于硫酸法钛白原料。长期以来,攀钢集团大量依靠外购高品质钛精矿生产钛渣,攀枝     

含钛高炉渣制二氧化钛水解参数研究

水解过程是硫酸法钛白生产中极其重要的一步.结合攀枝花钢铁公司炼铁高炉渣的情况以及中国钛白粉工业现状,以攀钢高炉渣酸解除杂后的钛液为原料,采用自生晶种水解法制备二氧化钛.运用激光粒度分布仪测试二氧化钛粒度分布,研究了含钛高炉渣酸解液水解控制参数F值(有效酸浓度与总二氧化钛浓度比)、底水量、铁与总钛浓度比对水解产品二氧化钛粒度和粒度分布的影响.实验结果表明:F值在2.8～3.36,水解产品二氧化钛的粒度约O.2 μm,且分布较窄;铁钛浓度比越小水解得到的二氧化钛的粒度分布越好,平均粒度适当;在本体系中,二氧化钛粒度影响程度由大到小的顺序是F值、底水量、铁钛浓度比.     

新型溢流器高效回收钛白酸解尾渣中的钛

中国是世界上最大的硫酸法钛白生产国,目前已累计堆积超过千万吨副产品酸解尾渣。酸解尾渣中含有大量未反应的粒径大于25 μm的钛铁精矿,酸解尾渣堆积而不利用就造成了严重的环境污染和资源浪费。根据酸解尾渣颗粒沉降实验分析,发现酸解尾渣料浆具有良好的沉降和易分层特性。通过建立干扰沉降末速度计算式,得出酸解尾渣中颗粒切割粒度25 μm的沉降速度为0.60 mm·s^-1。基于流动、分选机理和沉降特性分析,设计了适用于酸解尾渣分离工艺的新型DTB（draft tube babbled）溢流分离器,并进行了结构参数优化,获得了溢流器最优结构参数和最佳分离效果。结果表明,外排溢流含有极少量大于25 μm的钛铁精矿颗粒,回收的钛品位达27%,回收率为73%。这些结果为大规模回收酸解尾渣中钛资源提供了基础数据。     

钛白废酸加压浸出钛精矿制备富钛料实验研究

基于硫酸钛白生产工艺的现状,将钛白废硫酸综合利用与富钛料的生产相结合,开展了钛白废酸加压浸出钛精矿制备富钛料的实验研究,并分别考察了酸矿比、浸出温度、浸出时间等因素对富钛料品位的影响。研究结果表明：在酸矿比（mL/g）为8∶1、酸浸温度为150 ℃、酸浸时间为7~8 h的条件下,可获得二氧化钛品位达80%以上的富钛料。通过XRD分析可知,酸浸完成后,钛精矿中的主要物相FeTiO3已转换为富钛料中的二氧化钛物相。     

提钛尾渣处理钛白废水试验研究

为了拓展攀钢提钛尾渣的利用途径及降低钛白企业废水处理成本,进行了提钛尾渣处理钛白废水的试验研究。试验表明,处理钛白废水的提钛尾渣中氯质量分数应≤0.24%,即必须使用洗后提钛尾渣处理钛白废水。随着废水酸浓度的增加及洗后提钛尾渣配比的增加,提钛尾渣与废水中和后pH越来越低;洗后提钛尾渣可代替20%石灰石液体中和废水,中和后pH、滤液及中和渣的化学成分在正常范围内。     

熔盐法处理富钛渣制备金红石型TiO_2

工业生产钛白粉的方法主要有硫酸法和氯化法两种,但这两种方法都存在环境污染严重的问题。本文提出了一种常压、低温下钠碱熔盐分解富钛渣制备金红石型二氧化钛的新工艺,从生产源头消除了对环境的污染,实现钛资源的可持续发展。介绍了该反应的制备、水洗、固相离子交换-水解耦合和煅烧过程。实验结果表明,该工艺可以制得理想的金红石型二氧化钛,二氧化钛含量为96.66%。     

超声辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提钛实验研究

针对高钛渣生产过程中产生的大量无法处理的收尘灰,本文提出采用超声波辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提高酸浸灰中二氧化钛的方法,用XRD谱图对比了高钛渣收尘灰煅烧前后的结晶分布特征,考察了盐酸浓度、酸浸时间、酸浸浓度、酸灰比对酸浸灰中二氧化钛含量的影响,并与无超声波作用的酸浸实验进行对比。结果表明,与无超声条件相比,因超声效应造成颗粒分散与表面更新,加快了反应速率,可将酸浸时间从6h缩短至2.5h,同时酸浸灰中二氧化钛含量明显提高,在超声波作用下,盐酸浓度5mol/L,酸浸温度90℃,酸浸时间2.5h,酸灰比1.4：1,酸浸灰中二氧化钛可达56.2%。     

硫酸法钛白粉酸解主反应对固相物溶解度的影响

在硫酸法钛白粉生产过程中,钛精矿酸解产生的固相物难以溶解是限制钛白粉产能的主要因素。为降低其影响,对酸解固相物进行了X射线衍射（XRD）分析;对钛精矿酸解主反应影响因素包括酸矿比、反应酸浓度和引发温度等对固相物溶解率的影响进行了对比实验。XRD分析表明,钛精矿酸解过程产生的钛的硫酸盐并没有形成晶体,固相物的溶解只是物理过程。钛精矿酸解主反应影响因素对比实验结果表明,影响钛精矿酸解固相物溶解难易程度的因素从大到小的顺序为反应酸浓度、引发温度,酸矿比没有影响。随着反应酸浓度升高,主反应速率加快,脱水率上升,钛的硫酸盐中结合水含量减少,溶解率降低,固相物越难溶解。酸解过程最优反应酸质量分数为82%~83%,引发温度为145 ℃。     

硫磺流化法还原钛白石膏工艺模拟研究

利用硫磺、碳等还原硫酸法钛白粉生产副产物钛白石膏是处理钛白石膏堆放问题的方法之一。针对硫磺在回转窑分解钛白石膏制硫酸和氧化钙的过程存在时间长、硫磺用量大、硫化钙产量不高等问题,提出了以钛白石膏为原料利用酸浸法去除铁杂质后,利用硫磺为还原剂将石膏在气固竖式反应器中煅烧生成硫化钙和二氧化硫,前者再与硫酸钙煅烧制得氧化钙和二氧化硫,得到的氧化钙可以中和废酸和废水,产生的二氧化硫用来制硫酸的方法。先利用反应热力学计算软件HSC分析确定实验方案,分别在流态化实验（800 ℃,保温40 min）和煅烧实验（1 100℃,保温1.5 h）后得到硫化钙转化率与氧化钙纯度均达到90%左右。再利用Aspen软件模拟了工艺流程,模拟出二氧化硫体积分数可达12.09%,满足制硫酸的需求。硫酸生产成本估算为263.9元/t,具有较大的市场前景。     

全钛渣原料硫酸法钛白粉生产工艺环境评价

硫酸法钛白粉生产过程副产的硫酸亚铁和废酸是制约硫酸法钛白粉生产工艺发展的重要因素之一。硫酸法钛白粉生产工艺所用原料有3种：全钛精矿、渣矿混合和全钛渣。对不同原料硫酸法钛白粉生产工艺的环境负荷进行了研究,结果表明：采用全钛渣为原料的硫酸法钛白粉生产工艺既能减少副产物对环境的影响,又能降低酸耗、能耗,是现阶段硫酸法钛白粉生产工艺中环境最优的。     

选择性络合滴定法测定伪劣钛白粉中二氧化钛含量

不法企业在钛白粉中常掺入碳酸钙、立德粉、高岭土等违法添加物。针对此现状,建立了钛含量的选择性络合滴定法。方法采用浓硫酸、硫酸铵分解试料,丙三醇作为TiO2+的水解抑制剂,试样溶液pH为2.0～4.0,用过量的乙二胺四乙酸二钠（EDTA）络合TiO2+及其他金属离子,建立以二甲酚橙（XO）-甲基百里酚蓝（MTB）-十二烷基硫酸钠（SDS）为混合指示剂三元体系,用氯化锌标准溶液回滴过量的EDTA,酒石酸钾钠选择性分解TiO-EDTA,再用氯化锌标准溶液滴定释放的EDTA。该方法的加标回收率为98.78%～100.18%、相对标准偏差（RSD）为0.10%～ 0.78%。该方法操作简便,终点变化清晰且敏锐,适用于伪劣钛白粉中二氧化钛含量的测定。