[發明專利]一種綜合利用硫酸法鈦白黑泥的方法

有效

• 申請號: 201210237410.9
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102774884A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 初景龍;劉亞輝;李曉霞;齊濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 武春華

技術領域

本發明屬于固體廢物資源化利用領域，具體地，本發明涉及以硫酸法鈦白生產中產生的酸不溶性廢渣—黑泥為原料制備鈦液的一種方法。

背景技術

鈦白行業是繼合成氨、磷肥之后的第三大無機化工產品，鈦資源的90%用于鈦白粉生產。鈦白粉商業化的生產方法有兩種為硫酸法和氯化法，我國鈦白粉生產98%為硫酸法工藝，硫酸法工藝中一般采用鈦精礦和酸溶性鈦渣為原料與硫酸進行酸解反應，酸解過程會產生10-15%（占礦量）的酸不溶性渣（俗稱黑泥），根據鈦礦的原料不同，黑泥中含有TiO₂為20-40%，游離硫酸10%左右，以及硅鋁30-40%，典型的黑泥組成見表1。

表1國內某廠典型黑泥組成

??TiO₂??SiO₂??Fe₂O₃??SO₃??CaO??Al₂O₃??MgO??31.00??23.51??15.46??16.85??4.77??2.89??1.19

針對黑泥廢渣國內主要的處理方法有三種：一是全部進入鈦白廠產生廢水中，統一中和處理，混合入黃石膏渣中無法利用；二是加入氧化鈣干拌、堆放；三是自然曬干，拌入鈦精礦后出售。也有國內企業和研究單位采用選礦手段回收黑泥中部分TiO₂，但實際應用過程中選礦手段一般收率較低（50%以下），設備腐蝕嚴重，回收鈦組分中金紅石型無法利用。隨著鈦白產量的逐年增加，黑泥量越來越大，因含有強酸物質，黑泥已被列為危險固廢；黑泥中有效物質的高效回收及無害化處理已經成為制約硫酸法鈦白企業發展的瓶頸。

現有技術對黑泥廢渣的再利用主要針對硫鐵組分，而對鈦的回收研究較少。李景勝等人（稀有技術與硬質合金，李景勝，陳曉青，薛曉娟，龍小兵，第34卷第1期，2006年3月）采用浮選的方法，回收鈦白酸解廢渣中的鈦，其回收率可達到85%。但是該方法需要使用大量的設備，并且采用有機捕收劑、抑制劑和起泡劑，成本較高，不利于大規模工業化生產。

本申請人在CN101024512A中公開了以鈦鐵礦或高鈦渣為原料清潔生產二氧化鈦（鈦白粉）與六鈦酸鉀晶須的方法，在此基礎上使用堿熔鹽技術處理黑泥，使黑泥中鈦組分高效轉化為偏鈦酸鹽（反應前后XRD見圖2），并通過深度離子交換技術制備偏鈦酸，制備的偏鈦酸再經稀酸溶解制備鈦液，通過調整酸濃度、固液比，制備的鈦液濃度在100-165g/L，F=1.8-2.1，穩定性在400以上，這種鈦液可直接并入硫酸法鈦白真空蒸發工序，該技術可實現黑泥中鈦的回收率在85%以上，工藝過程產生的硅鋁渣可作為建筑水泥原料，熔鹽法處理黑泥技術可使黑泥中鈦金屬的高效回收，并實現渣的無害化、資源化利用，經濟效益明顯。

發明內容