硫酸铵熔融反应法从含钛高炉渣中回收钛

以承钢含钛高炉渣、(NH₄)₂SO₄和KHSO₄为主要原料,通过熔融反应法使其中的钛转化为易溶于水的形式,达到回收钛的目的。考察了(NH₄)₂SO₄加入量、KHSO₄加入量、加热温度和保温时间对钛回收率的影响。实验结果表明,反应温度和保温时间对钛回收率的影响较大。回收钛的最适条件为：含钛高炉渣与(NH₄)₂SO₄的质量比为1∶6,反应温度为350℃,保温时间为27 min,在此条件下钛的回收率为91.7%,硫酸铵中氮的挥发损失率为81.5%。回收钛后所得残渣主要含有大量硫酸钙、二氧化硅和少量钙钛矿、钙铝黄长石。     

钛铁矿机械活化-稀酸酸解反应耦合

采用稀酸酸解反应工艺,利用机械活化-稀酸酸解反应耦合技术,在磁驱转动的球磨反应装置上进行了钛铁矿的酸解反应。考察了反应器旋转速率、酸矿比、球料比及硫酸浓度等对酸解反应的影响。结果表明,在硫酸质量分数为60%、酸矿比1.6:1、球料比10:1及反应温度90℃条件下,与原矿浸出反应空白实验相比,采用活化-浸出耦合反应的浸出速率明显提高,浸出2 h酸解率从32%提高到49%,所得钛液的稳定性大于450 mL。扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)表征结果表明,耦合反应使得矿物颗粒不断破碎、细化和脱落,使剩余未活化芯继续活化并不断反应浸出。     

酸浸法从高铝煤矸石中提取氧化铝的研究

试验分析了在用酸浸法从煤矸石中提取氧化铝的过程中,固液比、反应温度、盐酸浓度、反应时间、煤矸石活化时间、活化温度等因素对氧化铝浸取率的影响,并通过正交试验确定最佳条件,可使氧化铝提取率达到84%左右。     

硫酸法钛白生产中钛铁矿液相酸解反应的实验研究

低浓度硫酸液相酸解钛铁矿可以大幅度减少硫酸法钛白生产中的废酸、废气排放。通过在高液固比、强搅拌下进行的实验研究表明,65%～80%硫酸液相酸解仍具有很好的反应活性。工业酸矿比条件下,采用反应过程中不断加入稀酸或水稀释的方法,增加料浆的流动性能和搅拌性能,可以实现液相酸解操作。液-固相酸解的对比实验表明,工业条件下固体产物层对酸解率有很大影响;通过SEM、EDS等表征,发现液相法酸解矿粒表面产物层比固相法要薄,分布更疏松。液相酸解工艺条件优化结果表明,在酸矿比1.4下,用65%～75%硫酸,150～160℃,120min,酸解率高于85%。可以得到总钛浓度116kg/m3,F值为2左右的合格钛液。操作周期缩短到2～3h。     

含钛废料提取工艺中共熔结晶过程研究

随着钛的广泛使用,含钛废料也越来越多,为了环保、高效回收利用钛,本文研究了钛回收的新工艺,找出了最佳工艺条件,并对共熔、浸取和结晶过程作了详细的介绍。试验中钛的回收率达到56.8%。     

钛铁矿微波场中氧化-还原反应的研究*

对钛铁矿在微波场中预氧化和碳还原气氛下的化学反应进行了研究。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）分析手段,对钛铁矿微波氧化-还原后产物的物相、形貌、组成进行表征分析,并对微波还原后的钛铁矿物料进行了硫酸溶液（质量分数为20%）浸出行为研究。实验结果表明：钛铁矿在微波场（700 W,2.45 GHz）中氧化反应8 min会生成Fe2TiO5、Fe2O3及TiO2相,在随后的微波碳热还原过程中,钛铁矿中的铁离子由“非热点”处迁移到“热点”处,被还原成金属铁而聚集成球形富铁相,附着于矿物表面。经微波处理的物料在20%（质量分数）硫酸、40 ℃条件下酸解30 min,铁的浸出率有了显著提高,可达到75%以上。     

磷酸三丁酯萃取分离钛铁矿亚熔盐反应产物酸解液中Fe3+及金红石型TiO2的制备

在盐酸介质中以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂、磺化煤油为稀释剂,从钛铁矿与氢氧化钾亚熔盐反应产物的酸解液中萃取分离Fe3+,并利用萃取后的含钛液水解制备二氧化钛. 考察了萃取剂浓度、盐酸浓度、有机相和水相体积比(O/A)和萃取时间对铁萃取率的影响. 结果表明,钾系亚熔盐法分解钛铁矿的分解率在96%以上. 萃取率随着TBP浓度及盐酸浓度的增加和O/A值的减小而增大;通过调节萃取条件,萃取率可以达到99%以上. 用1.0 mol/L的NaCl溶液进行反萃,反萃率可达98%以上. 萃取后含钛液经水解可以制得纯度高于98%的金红石型TiO2球状颗粒.     

从低品位硫钴矿中提取钴的研究

介绍了利用硫酸和硝酸从低品位硫钴矿中浸取钴。结果表明,以硫酸和硝酸的混酸为浸取剂,在９０℃下,搅拌浸取,钴的浸出率可达９６％以上。     

从煤焦油洗油中提取喹啉的研究

从煤焦油洗油中提取高纯度喹啉，考查了萃取剂及其浓度，PH值对提取率和吲哚的影响，得出最佳条件：萃取剂为硫酸氢铵，浓度20％，PH值≤1，喹啉的提取率≥97％。     

硫酸浸取法从硫铁矿烧渣中提取铁的研究

研究了在常压下采用硫酸浸出法提取硫铁矿烧渣中铁的工艺流程及其主要的参数对铁提取率的影响。实验结果表明，影响铁提取率的因素按其重要性排列为：温度、时间及硫酸质量分数。当硫酸质量分数为55％、温度110℃、浸取在2h以上时，铁的提取率近50％。本方法设备及流程简单，成本低，无二次污染。     

硫酸法钛白酸解尾渣工艺矿物学特性分析

采用激光粒度仪、XRD、XRF、ICP-AES、SEM-EDS、比重法、筛分法等对硫酸法钛白生产过程中酸解尾渣进行系统的工艺矿物学特性分析,旨在为回收钛资源提供理论指导。研究表明,酸解尾渣表面潮湿,液相约占45%,其中易水解的可溶钛为4.06%(以TiO₂质量分数计);固相中不溶TiO₂干基含量为17.14%,固相颗粒粒径主要分布于1～100 mm,密度为3.21 g·cm^-3,颗粒大小、形状不一,有块状、锥状及团聚絮状。通过筛分实验得知钛矿与其他杂质颗粒的粒径、密度有明显差异,少量120 mm以上颗粒含有石膏,密度约3.41 g·cm^-3;18～75 mm主要为钛铁矿,密度大于3.54 g·cm^-3,钛品位可达26%;18 mm以下颗粒主要为硅泥,密度约2.90 g·cm^-3,易团聚,与水形成黏稠物,难分离。     

XRF法测定纳米钛白粉中硫酸根离子

应用XRF对钛白粉中的硫酸根进行测试,从样品准备、粘合剂硼酸纯度影响、制备压力等方面进行论述,通过XRF对钛白粉中硫酸根的测定应用,得到了较好结果,验证了方法的可用性与准确性。     

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。     

用钛白废渣七水硫酸亚铁生产聚合硫酸铁

硫酸法钛白粉排放大量FeSO4.7H2O废渣,目前主要用其生产铁黑、铁黄、铁红等铁系颜料及FeSO4.H2O饲料。但由于铁系颜料及FeSO4.H2O饲料的国内、国际市场容量有限,FeSO4.7H2O废渣的处理已成为我国硫酸法钛白粉快速发展的瓶颈之一。聚合硫酸铁是一种新型无机高分子絮凝剂,广泛用于各种工业污水的混凝净化处理,市场容量很大。利用钛白粉废渣作为原料,经过精制,将废渣所含的氧化钛回收返回钛白粉生产线,利用高效、节能、成熟的工装设备,采用催化及直接氧化法生产高质量的液体聚合硫酸铁,具有很好的经济效益和环境效益。     

用钛白废酸和废铁屑制备聚合硫酸铁试验研究

利用钛白废酸和废铁屑制备了无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁。详细研究了聚合硫酸铁制备过程中各因素对亚铁氧化、三价铁水解和聚合等过程的影响。确定了制备聚合硫酸铁的最佳工艺条件为：(1)氧化过程：pH为1．5，氧化剂与亚铁的物质的量之比为0．3，氧化温度为60℃，氧化时间为3h；(2)聚合过程：硫酸根与全铁的浓度比为1．4，陈化时间为2h。     

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%。     

结晶法提纯钛白副产硫酸亚铁中杂质去除规律的研究

采用冷冻结晶工艺对钛白副产硫酸亚铁进行了提纯研究,重点考察了结晶母液循环时镁、锰杂质的累积情况以及它们的去除规律,同时对可能引入体系的钠杂质影响也进行了研究。通过多次结晶可以逐渐降低七水硫酸亚铁晶体中镁、锰杂质含量,但结晶母液的循环会导致体系内镁、锰杂质逐渐累积。利用结晶液与结晶体中镁、锰含量的关系曲线推断得到：当结晶液中镁含量低于298 mg/L时,七水硫酸亚铁晶体中镁质量分数将低于0.025%;当结晶液中锰含量高于761 mg/L时,七水硫酸亚铁晶体中锰质量分数将高于0.05%。另外,结晶法提纯硫酸亚铁时应避免向体系中引入钠离子,否则会导致七水硫酸亚铁晶体中钠杂质含量超标问题。该论文研究结果可以为利用结晶法提纯钛白副产硫酸亚铁提供一定的理论和技术指导。     

Preparation of porous rutile titania from ilmenite by mechanical activation and subsequent sulfuric acid leaching

Synthesis of porous titania via mechanical activation of natural ilmenite and subsequent simultaneous dissolution and hydrolysis in dilute solutions of sulfuric acid was investigated by scanning electron microscopy (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray diffraction (XRD), N₂ adsorption/desorption measurements, energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX) and thermogravimetric analysis (TG). This is a novel template-free approach for synthesis of microporous, mesoporous and micro–mesoporous TiO₂ materials. Effects of sulfuric acid concentration and calcination temperature on physicochemical properties of the TiO₂ materials were examined systematically. The results show that both the factors considerably affected the porosity of the materials. In a 15% acid solution a microporous TiO₂ hydrolysate with BET surface area 109.3 m²/g was prepared. With a 10% H₂SO₄, we obtained a more pure micro/mesopore TiO₂ hydrolysate with BET area of 257.6 m²/g. Calcining the hydrolysate at 500 °C led to the formation of a mesopore TiO₂. The mesoporous TiO₂ generated at 600 °C still has a BET area of 92.1 m²/g. The high thermal stability is probably related to the presence of H₂SO₄ in the channel walls of hydrolysate. The XRD analysis indicated all the TiO₂ materials prepared in this study being rutile. The mechanism for formation of the porous rutile TiO₂ is mainly via in situ hydrolysis and precipitation of the dissolved titanium on the un-reacted ilmenite surface, where H₂SO₄ may play a very important role.     

硫酸钛催化合成乙酸丁酯的研究

以硫酸钛为催化剂合成了乙酸丁酯,确定了酯化反应适宜条件。结果表明,当冰乙酸用量为0.10mol,丁醇用量为0.083mol,硫酸钛用量为1.4g,回流反应90min时,乙酸丁酯收率可达92.6%。