高钛渣强化焙烧—浸出法制备人造金红石.pdf

工程应用
高钛渣强化焙烧一浸出法制备人造金红石
文蒋伟,蒋训雄,范艳青,汪胜东,张登高,刘巍,冯林勇
北京矿冶研究总院,北京100070
摘要:通过对高钛渣化学成分及物相的分析,选择强化焙娆一浸出工艺制备人造金红石,为氯
化法生产钛白粉提供优质原料。试验研究得出最佳工艺条件为:焙煷温度900℃,洗涤剂浓度
50gL,洗涤液固比3:1,洗涤温度为60℃,洗涤时间为0.5h。制备出的人造金红石TiO2品位高达949%
以上,满足《中华人民共和国有色行业标准》YST299-2010规定的人造金红石TiO2-1产品的要求。
关键词:高钛渣;人造金红石;强化焙烧;浸出
中图分类号:TF803.24;TF823文献标识码:A文章编号:2095-1744(2011)03-0035-03
钛白粉是目前世界上性能最好的一种白色颜料,是重铁、钙、铝、镁以及硅,单从成分考虑,铁、钙、镁和铝
要的精细化工材料。硫酸法生产钛白粉主要弊端是废物可通过酸性介质浸出处理除去,而铝、硅元素理论上可被
排放量较大,对环境污染严重。据统计,每生产1t钛碱溶出。
白粉要排出20%左右的硫酸8-10t,硫酸亚铁晶体2.5~3.5t,
酸性废水(5%以下)200t左右,酸性废渣500-600kg,废
表1高钛渣化学成分
气2104106m,对环境污染相当严重。氯化法生产钛。成分
Cao
Mgo Al,O,
白粉不仅产品质量好,而且生产过程中“三废”少,容
含量
72.54
2.43
3.23
2.02
12.32
易治理,因此采用氯化法生产钛白粉,是社会和经济发
成分
SIO2
展的必然趋势,是我国钛工业的发展方向,但是氯化法
含量
5.62
0.084
0.290.01
1.96
生产钛白粉对原料品位要求较高,电炉熔炼制备的高钛渣
品位较低,不适宜于直接采用氯化法生产钛白粉。研究中,
表2高钛渣物相分析结果
开发出一种清洁、优质的人造金红石生产工艺,为高效利
相别磁性铁中铁赤褐铁矿中铁钛铁矿中铁硅酸铁中铁
用高钛渣资源提供适用技术。
含量
0.6
0.30
6.90
占有率
7.18
3.47
79.95
9.38
1试验方法
名称磁性铁中構石中TO,技铁矿中金红石中
含量
0.31
5.90
65.70
1.1试验用原料
占有率
0.42
2.25
8.01
89.30
试验用原料为四川某钛铁矿制备的高钛渣,化学成
物相分析结果表明,铁主要赋存在钛铁矿中,TiO2主
分及钛、铁物相分析分别见表1和表2。表1表明,高钛要以金红石、钛铁矿以及榍石形态进入高钛渣中。由于还
渣TiO2品位低,杂质元素含量高,难以达到氯化法生产原熔炼钛铁矿制备高钛渣时,还原剂、熔炼温度和高钛渣
钛白对人造金红石品位的要求。高钛渣杂质成分主要为出炉后随温度而变化,使高钛渣以钛的各种氧化物形成一
有色金属工程2011年第3期35
有金工程
系列复杂的固溶体,从而使钛固溶体将杂质元素包裏。高
将高钛渣配置一定添加剂量后,考察在不同温度条件
钛渣X衍射图谱见图1。
下强化焙烧一浸出工艺对制备人造金红石的影响,浸出条
件:浸出温度90℃、液固比6:1、浸出时间2h。试验
结果见图2。
强化焙烧温度试验结果表明,在一定添加剂条件下进
行强化焙烧所制备的人造金红石TiO2的品位均在90%以
上,且随焙烧温度的升高,TO2品位也有所提高,综合考
虑技术经济条件,选择焙烧温度900℃为宜。
2.2洗涤添加剂浓度的影响
20/(
图1高钛渣的X衍射图
经强化焙烧后,大部分硅酸盐、钛酸盐以及铝酸盐被
分解重组,所以将强化焙烧后渣进行洗涤以脱除可溶性杂
高钛渣的X衍射图表明,钙以硅酸钙钛矿物的形式存质。洗涤条件初步设定为洗涤温度90℃、洗涤时间2h、
在,镁以 armalcolite矿的形式存在,通过电热法、还原锈洗涤液固比为6:1,改变添加剂的浓度,试验结果见表3。
蚀法以及硫酸浸出法难以除去钙、镁等非铁杂质。
采用除杂能力强的浸出剂进行除杂,以提高制人造金
表3添加剂浓度对洗涤的影响
红石TiO2的品位
添加剂浓度洗涤液洗涤温度洗涤时间TiO2品位
/(gl)
固比
/h
6:1
92.41
1.2试验原理
6
94.08
根据高钛渣的化学成分及物相分析,杂质成分既有碱
94.20
性物质,又有酸性物质,杂质元素被钛化合物包裹,采用
20
6:1
94.56
湿法直接浸出,杂质元素不易裸露,脱除效果差。故需要
使杂质元素解离裸露,才能有效地与浸出介质接触,从而
结果表明,随着洗涤添加剂浓度的增加,TO2品位随
使之进入溶液,达到钛与杂质分离的目的。
着提高。当添加剂浓度大于50gL时,随洗涤添加剂浓度
以高温熔炼后的高钛渣为原料,采用“强化焙烧一浸出”的增大,所得制备出的人造金红石TO2品位提高缓慢。从
工艺,既解决了高钛渣杂质裸露问题,又使杂质元素得到人造金红石中TiO2品位考虑,所得的人造金红石满足《中
了高效浸出,提高人造金红石的品位,为氯化钛白提供高华人民共和国有色行业标准》YST299-2010所规定的人造
品质的人造金红石。
金红石TO2-1品级的要求。
2试验结果与分析
2.3洗涤液固比的影响
“强化焙烧一浸出”工艺主要目的是降低人造金红石
添加剂浓度条件试验得出洗滌添加剂浓度大于50gL
杂质含量,提高TiO2的品位。为了确定制备人造金红石的时,制备出的人造金红石TiO2品位变化较小,且均大
最佳工艺,重点考察了强化焙烧温度、洗涤添加剂浓度
于94%。考虑经济成本的影响,选择洗涤添加剂浓度为
洗涤温度、洗涤时间、洗涤液固比等参数对工艺的影响。
50gL对焙烧渣进行洗涤。具体试验条件为洗涤添加剂浓
度50gL、洗涤温度90℃、洗涤时间2h,改变洗涤液固比,试
2.1强化焙烧温度的影响
验结果见图3。
9??
94.0
670
Q品
渣率
93
66.5
93.8
过
?
66.0
93.6
90
085
65.5
焙烧温度/℃
液固比
图2强化焙烧温度的影响
图3液固比的影响
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