[發明專利]利用混合酸分解鈦渣制備顏料級二氧化鈦的方法

有效

• 申請號: 201711212175.9
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107963656B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 劉亞輝;齊濤;陳德勝;王麗娜;田銘;王偉菁;趙宏欣;于宏東;甄玉蘭
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G23/047
• 分類號: C01G23/047
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 喻穎

一種利用混合酸分解鈦渣制備顏料級二氧化鈦的方法，包括以下步驟：(1)將包含硫酸和鹽酸的混合酸與鈦渣混合酸解，過濾后得到粗鈦液和殘渣；(2)調整步驟(1)得到的粗鈦液中鈦、酸和雜質的濃度以利于水解，得到精鈦液；(3)將步驟(2)得到的精鈦液水解，過濾、除雜后得到精偏鈦酸；(4)對步驟(3)得到的精偏鈦酸進行鹽處理后，將偏鈦酸煅燒制備顏料級銳鈦型或金紅石型二氧化鈦。該方法具有資源利用率高、工業易實施和環境友好等優點。

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域，具體涉及一種利用混合酸分解鈦渣制備顏料級二氧化鈦的方法。

背景技術

釩鈦磁鐵礦是我國特色重大資源，主要分部在攀枝花、西昌、承德、遼西等地。以傳統的高爐冶煉技術處理釩鈦磁鐵礦只是很好的利用了鐵，較好的提取了釩，基本上沒有處理鈦。以攀枝花鋼鐵公司為例，在該公司每年產出約350萬噸的高爐渣，其中TiO₂總量約為70萬噸(TiO₂含量20～25％)，大部分堆存，少量用于礦渣水泥，造成鈦資源的重大浪費。

中國科學院過程工程研究所開發了氧化鈉化提釩-還原提鐵的新工藝，在實現鐵、釩高值化的同時，所得到的鈦渣品位可以達到45wt％，與鈦鐵礦的品位接近，具有很高的經濟價值。但因為原礦中存在約3wt％的Ca(以CaO計)，經過除鐵富集后的鈦渣中CaO含量達到7wt％，并與Ti結合形成穩定的鈣鈦礦(CaTiO₃)結構，無法使用現有的硫酸法和氯化法工藝制備鈦白。比較新工藝產生的鈦渣與高鈦型高爐渣(TiO₂含量20～25wt％)，這二者均存在鈣鈦礦結構，所以開發新的以含鈣鈦礦結構的鈦渣生產鈦白的工藝就顯得尤為重要。

另外，傳統硫酸法分解鈣鈦礦和鈦鐵礦等含鈦礦相制備鈦白的工藝由于廢物、污染物生成量巨大被列入產業結構調整指導目錄的限制類。傳統硫酸法要使用92％以上濃硫酸(生產1噸鈦白需要酸4.2噸)進行鈦鐵精礦的酸解，后續產生大量的廢酸(生產1噸鈦白產生20％的廢酸4～8噸)很難得到回用，中和后產生大量的紅石膏(生產1噸鈦白產生紅石膏4～11噸)，環境污染嚴重；硫酸法酸解和浸出是分步進行的，整體耗時長達9小時，經酸溶浸出后一步不能得到高濃鈦液，需蒸發制備適用于水解的高濃鈦液，能耗高。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種利用混合酸分解鈦渣制備顏料級二氧化鈦的方法，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種利用混合酸分解鈦渣制備顏料級二氧化鈦的方法，主要包括以下步驟：

(1)將包含硫酸和鹽酸的混合酸與鈦渣混合酸解，過濾后得到粗鈦液和殘渣；

(2)調整步驟(1)得到的粗鈦液中鈦、酸和雜質的濃度以利于水解，得到精鈦液；

(3)將步驟(2)得到的精鈦液水解，經過濾、除雜后得到精偏鈦酸；

(4)對步驟(3)得到的精偏鈦酸進行鹽處理后，將精偏鈦酸煅燒制備顏料級銳鈦型或金紅石型二氧化鈦。

優選地，所述鈦渣包含化學式為MO·nTiO₂的礦物中的一種或多種，其中，M為Mg、Ca或Fe，n為比例系數。

優選地，步驟(1)中，所述混合酸的硫酸根與氯離子的摩爾比例為0.5～2，氫離子濃度為6～16mol/L，所述混合酸中的H+的摩爾數和鈦渣的質量(以g為單位)比為0.02～0.05mol/g。

優選地，步驟(1)中，酸解溫度為30～150℃下，酸解時間為1～24h。