[發(fā)明專利]一種低反應(yīng)酸濃度的酸解方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010730552.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN111924877A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷紅忠;高嶺;王唯誠;魏剛;王園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京鈦白化工有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C01G23/053
• 分類號(hào): C01G23/053
• 代理公司: 南京源古知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

本發(fā)明提供了一種低反應(yīng)酸濃度的酸解方法，包括以下步驟：步驟一：將具有325目全通過的鈦鐵礦粉與濃硫酸在預(yù)混罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)混合；步驟二：混合均勻后放入酸解罐內(nèi)，加入廢酸作為啟動(dòng)酸，將硫酸濃度稀釋，與此同時(shí)，用低壓蒸汽直接加熱，控制酸解反應(yīng)溫度；步驟三：反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，再次加入廢酸進(jìn)一步進(jìn)行熟化；步驟四：當(dāng)物料冷卻到一定溫度時(shí)，加入淡廢酸、小度水進(jìn)行浸取；步驟五：浸取過程中加入計(jì)量的鐵粉進(jìn)行還原，即得到含有一定三價(jià)鈦的硫酸氧鈦溶液。本發(fā)明提供一種低反應(yīng)酸濃度的酸解方法，通過采用二價(jià)鐵含量高、礦粉粒徑細(xì)，以及添加助磨劑等方法，在基本不降低酸解反應(yīng)收率的條件下，提高鈦白廢酸的回用量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硫酸法鈦白粉酸解領(lǐng)域，涉及一種低反應(yīng)酸濃度的酸解方法。

背景技術(shù)

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中，酸解反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的液 - 固非均相反應(yīng)，反應(yīng)生成的固相物的組成和結(jié)構(gòu)具有多變性和復(fù)雜性。對(duì)固相物的物相研究表明，酸解反應(yīng)過程中當(dāng)反應(yīng)溫度低于220℃時(shí)，反應(yīng)生成的固相物主要是以FeSO4·H2O為骨架的包體化合物，這種包體化合物是易溶于水的，當(dāng)反應(yīng)溫度高于220℃時(shí)，反應(yīng)生成的固相物主要是以無水TiOSO4為骨架的包體化合物，這種包體化合物是較難溶于水的。因此，酸解反應(yīng)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，避免反應(yīng)過于劇烈使SO3和水分大量揮發(fā)生成難溶的化合物或包體化合物。

酸解反應(yīng)溫度——即反應(yīng)過程中達(dá)到的最高溫度可以用下式來表示：

T = T引 + △T反應(yīng) = T始 + △T稀釋 +△T反應(yīng)

即反應(yīng)溫度等于反應(yīng)引發(fā)溫度加上化學(xué)反應(yīng)熱使反應(yīng)體系的溫度升高值。△T反應(yīng)主要決定于反應(yīng)速度，反應(yīng)速度越快，放熱越集中，△T反應(yīng)越高。動(dòng)力學(xué)研究表明，酸解反應(yīng)控制步驟為礦物表面化學(xué)反應(yīng)，符合收縮未反應(yīng)核模型，反應(yīng)速度主要受溫度、反應(yīng)酸濃度的影響，其中溫度是最主要的影響因素。

目前應(yīng)用最多的酸解工藝是：將具有一定細(xì)度的鈦鐵礦粉與濃硫酸放入酸解罐內(nèi)，再加入一定量的廢酸作為啟動(dòng)酸，將硫酸濃度調(diào)配成一定的反應(yīng)酸濃度，與此同時(shí)，由于廢酸中的水與濃硫酸發(fā)生水合作用而產(chǎn)生大量的熱用以引發(fā)反應(yīng)，若稀釋熱過低，再用低壓蒸汽直接加熱，提供引發(fā)酸解主反應(yīng)所需要的熱量。主反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過一段時(shí)間的固相熟化，當(dāng)物料冷卻到一定的溫度時(shí)，即加入工藝水、淡廢酸、小度水進(jìn)行浸取，浸取過程中加入計(jì)量的鐵粉進(jìn)行還原，即得到含有一定三價(jià)鈦的硫酸氧鈦液。將酸解鈦液泵送到沉清槽，同時(shí)按比例計(jì)量加入配制好的絮凝劑，用壓縮空氣攪拌均勻，靜置沉降一段時(shí)間后得到澄清的鈦液，酸解工藝結(jié)束。現(xiàn)有的酸解利用反應(yīng)酸的濃度約為83～88%，得到固相多孔產(chǎn)物，再用稀酸及水浸取得到含鈦溶液，此方法反應(yīng)快且劇烈，但伴隨反應(yīng)，排放出大量含SO2、SO3等酸性氣體，廢酸、廢氣排放帶來的環(huán)境問題，已經(jīng)影響到硫酸法鈦白工藝的存亡。

發(fā)明內(nèi)容

1、所要解決的技術(shù)問題：

當(dāng)前酸解反應(yīng)普遍采用固相法，利用反應(yīng)酸的濃度低約為83～88%，此方法反應(yīng)快且劇烈，且伴隨反應(yīng)排放出大量含SO2、SO3等酸性氣體，廢酸、廢氣排放帶來的環(huán)境問題。

2、技術(shù)方案：

為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種低反應(yīng)酸濃度的酸解方法，包括以下步驟：步驟一：將具有325目全通過的鈦鐵礦粉與濃硫酸在預(yù)混罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)混合；步驟二：混合均勻后放入酸解罐內(nèi)，加入廢酸作為啟動(dòng)酸，將硫酸濃度稀釋，與此同時(shí)，用低壓蒸汽直接加熱，控制酸解反應(yīng)溫度；步驟三：反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，再次加入廢酸進(jìn)一步進(jìn)行熟化；步驟四：當(dāng)物料冷卻到一定溫度時(shí)，加入淡廢酸、小度水進(jìn)行浸取，；步驟五：浸取過程中加入計(jì)量的鐵粉進(jìn)行還原，即得到含有一定三價(jià)鈦的硫酸氧鈦溶液。

所述325目全通過的鈦鐵礦粉的制備方法為：將二價(jià)鐵含量大于35%的鈦鐵礦粗礦送入球磨機(jī)，同時(shí)加入助磨劑，鈦鐵礦在球磨機(jī)內(nèi)粉碎干燥，經(jīng)過選粉機(jī)，粒徑合格的鈦鐵礦粉隨干燥氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器，收集得到325目全通過的鈦鐵礦粉。