富鈦料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及富鈦料的制備方法。富鈦料的制備方法，步驟為：濕磨：酸溶渣與改性劑濕磨處理25～35min得混合料，酸溶渣與改性劑的質(zhì)量配比為：1～2︰1；改性劑為NaOH和Na2CO3的固體混合物，Na2CO3和NaOH的質(zhì)量比為15～20︰1；焙燒：將混合料烘干后于900～1000℃下焙燒1～2h；酸浸：恒溫條件下進(jìn)行兩段酸浸，常壓浸出，第一段：硫酸濃度10％～20％，酸渣質(zhì)量比5～15︰1，溫度100～110℃，時間1～2h；第二段：硫酸濃度20％～30％，酸渣質(zhì)量比5～15︰1，溫度105～115℃，時間1.5～2.5h；后處理。本發(fā)明方法可得TiO2品位在90％以上富鈦料，回收率92％～97％。
【專利說明】富鈦料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酸溶渣的應(yīng)用方法，具體涉及一種富鈦料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦白粉工業(yè)生產(chǎn)方法包括硫酸法和氯化法，硫酸法制備鈦白粉具有生產(chǎn)流程長、硫酸耗量大、生產(chǎn)稀酸和FeSO4.7H20量多、酸性含塵廢氣量大、產(chǎn)品品質(zhì)低等缺點，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本淘汰此工藝。氯化法具有流程短、產(chǎn)能大、成本低、產(chǎn)品檔次高、氯氣可回收利用、環(huán)境污染小等優(yōu)點，成為我國鈦白粉工業(yè)的發(fā)展方向。
[0003]氯化法生產(chǎn)鈦白粉包括沸騰氯化法和熔鹽氯化法,大型沸騰氯化爐不僅產(chǎn)能大，而且經(jīng)濟(jì)效益高，是目前氯化法生產(chǎn)鈦白的主流工藝設(shè)備。
[0004]沸騰氯化法生產(chǎn)鈦白粉要求原料中T12品位蘭90 %，CaO+MgO總含量小于1.2%，CaO最好不超過0.5 %，且需有合適的粒度分布，生產(chǎn)實踐中要求沸騰氯化過程中原料的最佳粒徑范圍為0.182~0.075mm。
[0005]另外，隨著天然金紅石資源的日益枯竭，生產(chǎn)鈦產(chǎn)品的原料只能更多地依賴鈦鐵礦，由于受到原料及冶煉水平限制使得鈦渣的品位較低，只能作為硫酸法鈦白的原料。
[0006]我國目前鈦冶煉廠生產(chǎn)的鈦渣大多只能作為硫酸法鈦白粉的原料，滿足氯化法鈦白粉原料要求的富鈦料相對短缺，大部分只能從國外進(jìn)口。為了減少甚至不從國外進(jìn)口，盡快改變我國鈦白粉生產(chǎn)落后的局面，研究能夠滿足氯化法鈦白生產(chǎn)所需的原料具有重大意義。
[0007]以富鈦料為原料生產(chǎn)鈦白粉，具有單位產(chǎn)品的原料消耗少，設(shè)備產(chǎn)能高，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生雜質(zhì)少等優(yōu)點。
[0008]CN102139918A號中國專利文獻(xiàn)公開了一種制備高品位人造金紅石的方法，該方法經(jīng)過堿浸、預(yù)氧化、活化改性、酸浸后得到T12含量大于93%的人造金紅石產(chǎn)品。該方法的主要缺點為:工藝流程較長、用含磷化合物作為活化改性劑，生產(chǎn)成本高，所用鈦渣原料為粒度< 0.1mm占75%,所得人造金紅石產(chǎn)品粒度不滿足氯化法鈦白粉原料要求。
[0009]專利號為5063032 的美國專利“Method of preparing a synthetic rutile froma titaniferous slag containing magnesium values”公開的用含續(xù)的欽禮:合成人造金紅石的方法，將氯化后的鈦渣在不小于140°C和1.722~3.445MPa下用鹽酸浸出，浸出物用水洗滌、烘干、煅燒。如有需要，煅燒產(chǎn)物通過苛性鈉浸出，進(jìn)一步提高品位。該方法的主要缺點是用氯氣將鈦渣氯化，對環(huán)境污染大，在高溫高壓下酸解浸出，對浸出設(shè)備要求高，投資大，加壓浸出產(chǎn)品粉化率嚴(yán)重。
[0010]申請?zhí)?01010119110.1的中國專利公開了一種從含鈦爐渣中制取富鈦料的方法，其主要步驟包括:1.將含鈦熔分渣(Ti0230%~60% )球磨至50~300目，加入渣量10%~50%的Na2C03、NaHC03或NaOH的一種，混合均勻；2.將I所得混合物于900~1250°C焙燒2~1h后，加入濃度為1%~10%的HCl溶液，于50~100°C浸出2~1h ;3.將浸出后的混合物過濾，濾液經(jīng)濃縮后返回循環(huán)使用，濾渣煅燒3~6h后既得T12品位大于90%的富鈦料。但該工藝流程較長，產(chǎn)品成本較高，產(chǎn)品粒度粉化嚴(yán)重，無法用于氯化法生產(chǎn)鈦白粉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種富鈦料的制備方法，利用本發(fā)明方法可獲得T12品位在90%以上富鈦料，回收率為92%~97%，且產(chǎn)品粒度粉化率低，并且，該方法對浸出設(shè)備要求小、工藝過程簡單。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0013]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種富鈦料的制備方法，包括以下步驟:
[0014]a濕磨:酸溶洛與改性劑混勻后濕磨處理25~35min得混合料,酸溶洛與改性劑的質(zhì)量配比為:1~2: I ;其中，改性劑為NaOH和Na2CO3的固體混合物，Na2CO3和NaOH的質(zhì)量配比為15~20: I ；
[0015]b焙燒:將步驟a所得混合料烘干后于900~1000°C下焙燒I~2h ;焙燒后物料水洗至中性，過濾、烘干后進(jìn)入酸浸處理；
[0016]c酸浸:恒溫條件下進(jìn)行兩段酸浸處理得浸出物，浸出劑為硫酸；兩段酸浸處理的酸浸條件分別為:均采用常壓浸出，第一段酸浸條件:硫酸濃度10%~20wt%，酸渣質(zhì)量比5~15:1，酸浸溫度100~110°C，酸浸時間I~2h ;第二段酸浸條件:硫酸濃度20%~30wt%，酸渣質(zhì)量比5~15: 1，酸浸溫度105~115°C，酸浸時間1.5~2.5h ;
[0017]d后處理:將浸出物冷卻、水洗、過濾、煅燒處理后即得富鈦料。
[0018] 優(yōu)選的,步驟a中酸溶洛的粒徑控制在0.15~0.074mm。
[0019]步驟a中，濕磨處理指酸溶渣與改性劑、水進(jìn)行球磨處理，其中，球磨條件為:固液比為0.8~1.2: 1，轉(zhuǎn)速為25~30r/min。
[0020]優(yōu)選的，步驟a中，濕磨處理30min，酸溶渣與改性劑的質(zhì)量配比為3: 2，Na0H和Na2CO3的質(zhì)量配比為5: 95。
[0021]優(yōu)選的，步驟b中，混合料于950°C下焙燒1.5h。
[0022]優(yōu)選的，步驟c中，酸浸條件為:第一段酸浸條件:硫酸濃度15%，酸渣質(zhì)量比10: 1，酸浸溫度105°C，酸浸時間1.5h，第二段酸浸條件:硫酸濃度25%，酸渣質(zhì)量比10:
I，酸浸溫度110°C,酸浸時間2h。
[0023]優(yōu)選的，步驟c中，酸浸在恒溫油浴鍋中進(jìn)行。
[0024]優(yōu)選的，步驟d中，煅燒處理指在800~1000°C煅燒20~40min，優(yōu)選為900°C下煅燒0.5h。
[0025]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供酸溶渣在制備富鈦料中的用途；即采用酸溶渣制備富鈦料，具體制備方法同上。
[0026]本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種提高高鈦渣T12品位的方法，以酸溶渣為原料，采用上述制備富鈦料的方法即可。
[0027]本發(fā)明所述酸溶渣指T12品位≥75%, TFe5%~8%，且酸解率通常在90%以上的鈦渣。
[0028]本發(fā)明所述富鈦料指T12 ≥ 90% CaO+MgO ( 1.5%的升級鈦渣。
[0029]本發(fā)明的有益效果:
[0030]利用本發(fā)明方法，所得富鈦料的T12品位在90%以上，所得產(chǎn)品粒度粉化率低，回收率高(回收率在96%以上)，且由于本發(fā)明可選用硫酸法鈦白粉廠的廢酸，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；此外，本發(fā)明采用常壓浸出對浸出設(shè)備要求小、工藝簡單。

【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種富鈦料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0032]a濕磨:酸溶洛與改性劑混勻后濕磨處理25~35min得混合料,酸溶洛與改性劑的質(zhì)量配比為:1~2: I ;其中，改性劑為NaOH和Na2CO3的固體混合物，Na2CO3和NaOH的質(zhì)量配比為15~20: I ；
[0033]b焙燒:將步驟a所得混合料烘干后于900~1000°C下焙燒I~2h ;焙燒后物料水洗至中性，過濾、烘干后進(jìn)入酸浸處理；
[0034]c酸浸:恒溫條件下進(jìn)行兩段酸浸處理得浸出物，浸出劑為硫酸；兩段酸浸處理的酸浸條件分別為:均采用常壓浸出，第一段酸浸條件:硫酸濃度10%~20%，酸渣質(zhì)量比5~15:1，酸浸溫度100~110°C，酸浸時間I~2h ;第二段酸浸條件:硫酸濃度20%~30%，酸渣質(zhì)量比5~15: 1，酸浸溫度105~115°C，酸浸時間1.5~2.5h ;
[0035]d后處理:將浸出物冷卻、水洗、過濾、煅燒處理后即得富鈦料。
[0036]優(yōu)選的，步驟a中酸溶渣粒徑控制在0.15~0.074mm。實際操作時，酸溶渣的粒徑控制在-100~+200目大于90%以上，也就是說酸溶渣粒度在100目到200目之間的占90以上，使得經(jīng)過酸浸處理后最終所得富鈦料粒徑基本滿足氯化法生產(chǎn)鈦白粉所需原料要求；氯化法生產(chǎn)鈦白粉對原料要求嚴(yán)格，若原料粒度太大，沸騰不起來；原料粒度太細(xì)，有可能發(fā)生溝流和騰涌現(xiàn)象，從而破壞沸騰床的穩(wěn)定性，還可能來不及反應(yīng)就被吹走。
[0037]步驟a中，濕磨處理指酸溶渣與改性劑、水進(jìn)行球磨處理，其中，球磨條件為:固液比為0.8~1.2: 1，轉(zhuǎn)速為25~30r/min。
[0038]濕磨處理即將酸溶渣和改性劑的混合物與水按質(zhì)量比約為1:1裝入球磨機(jī)內(nèi)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定為25~30r/min,當(dāng)球磨機(jī)筒體轉(zhuǎn)動時,球磨體圓形鋼球由于受到慣性、離心力和摩擦力作用，使之粘附在筒體襯板上被筒體帶走，當(dāng)達(dá)到一定高度時，受自身重力作用而被拋下將物料擊碎。
[0039]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供酸溶渣在制備富鈦料中的用途；即采用酸溶渣制備富鈦料，具體制備方法同上。
[0040]本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種提高高鈦渣T12品位的方法，以酸溶渣為原料，采用上述制備富鈦料的方法即可。
[0041] 申請人:經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，雖然酸熔渣的主要物相為黑鈦石固溶體和硅酸鹽玻璃體，且二者呈鑲嵌方式分布，F(xiàn)e、Mg、Al固溶于黑鈦石固溶體中，S1、Ca分布在硅酸鹽玻璃體中，但通過改性處理可使雜質(zhì)礦物與改性劑反應(yīng)生成一系列可溶于酸和水的化合物，通過后續(xù)的酸浸處理，使得除T12以外的雜質(zhì)溶解、洗滌除去。
[0042]本發(fā)明在焙燒處理前對物料進(jìn)行了機(jī)械活化處理，使得其冶金化學(xué)反應(yīng)得到極大強(qiáng)化，反應(yīng)速率加快；本發(fā)明選用的改性劑為NaOH和Na2CO3混合使用，經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)二者存在一個最佳配比范圍，可使改性效果極佳，克服了單獨使用Na2CO3效果不如NaOH的缺陷，也避免了只使用NaOH作為改性劑時價格高的弊端；本發(fā)明選用硫酸作為浸出劑，是因為鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，在加熱過程中揮發(fā)使得酸濃度下降，要想達(dá)到良好的浸出效果需加入超過理論量的鹽酸，而硫酸無揮發(fā)性，且可選用硫酸法鈦白粉廠的廢酸，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0043]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0044]本發(fā)明中，實施例中的酸溶渣是云南某地鈦精礦經(jīng)大型直流電爐熔煉得到，其化學(xué)成分如表1所不。
[0045]表1酸溶渣主要化學(xué)成分)
[0046]

【權(quán)利要求】
1.富鈦料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a濕磨:酸溶洛與改性劑混勻后濕磨處理25~35min得混合料,酸溶洛與改性劑的質(zhì)量配比為:1~2: I ;其中，改性劑為NaOH和Na2CO3的固體混合物，Na2CO3和NaOH的質(zhì)量配比為15~20: I ； b焙燒:將步驟a所得混合料烘干后于900~1000°C下焙燒I~2h ;焙燒后物料水洗至中性，過濾、烘干后進(jìn)入酸浸處理； c酸浸:恒溫條件下進(jìn)行兩段酸浸處理得浸出物，浸出劑為硫酸；兩段酸浸處理的酸浸條件分別為:均采用常壓浸出，第一段酸浸條件:硫酸濃度10%~20%，酸渣質(zhì)量比5~15: I，酸浸溫度100~110°C，酸浸時間I~2h;第二段酸浸條件:硫酸濃度20%~30%，酸渣質(zhì)量比5~15: 1，酸浸溫度105~115°C，酸浸時間1.5~2.5h ; d后處理:將浸出物冷卻、水洗、過濾、煅燒處理后即得富鈦料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟a中酸溶渣的粒徑控制在 0.15 ~0.074mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟a中，濕磨處理指酸溶渣與改性劑、水進(jìn)行球磨處理，其中，球磨條件為:固液比為0.8~1.2: 1，轉(zhuǎn)速為25 ~30r/mino
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟a中，濕磨處理30min，酸溶渣與改性劑的質(zhì)量配比為3: 2，NaOH和Na2CO3的質(zhì)量配比為5: 95。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟b中，混合料于950°C下焙燒1.5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟c中，酸浸條件為:第一段酸浸條件:硫酸濃度15%，酸渣質(zhì)量比10: 1，酸浸溫度105°C，酸浸時間1.5h，第二段酸浸條件:硫酸濃度25%，酸渣質(zhì)量比10: 1，酸浸溫度110°C，酸浸時間2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟c中，酸浸在恒溫油浴鍋中進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項所述的富鈦料的制備方法，其特征在于，步驟d中，煅燒處理指在800~1000°C煅燒20~40min，優(yōu)選為900°C下煅燒0.5h。
9.酸溶渣在制備富鈦料中的用途，采用權(quán)利要求1~8任一項所述的方法利用酸溶渣制備富鈦料。
10.提高高鈦渣T12品位的方法，以酸溶渣為原料，采用上述權(quán)利要求1~8任一項所述的方法即可。
【文檔編號】C01G23/047GK104176775SQ201410394952
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】劉娟, 繆輝俊, 張繼東, 肖軍, 趙青娥, 李凱茂 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司