[发明专利]硫酸盐法

说明书

本发明涉及由含钛材料制造二氧化钛的方法。

术语“含钛”材料在本文中被理解为是指任何含钛的材料，包括例 如矿石、精矿和含钛矿渣。

本发明特别涉及由含钛材料制造二氧化钛的硫酸盐法。

本发明涉及常规硫酸盐法，并涉及申请人开发的硫酸盐法。

这种类型的由含钛材料(如含铁的含钛材料，如钛铁矿-FeTiO₃或 FeO.TiO₂)制造二氧化钛的常规硫酸盐法包括下列步骤：

(a)用浓硫酸浸煮固体含钛材料

(b)溶解步骤(b)中制得的经浸煮的含钛材料，并形成包括硫酸 氧钛(TiOSO₄)和硫酸亚铁(FeSO₄)的酸性溶液的加工溶液；

(c)用铁屑处理该加工溶液以将溶液中的高铁离子还原成亚铁离 子，并由此降低该加工溶液中高铁离子的浓度，

(d)水解该加工溶液中的硫酸氧钛，并形成含水合氧化钛的固相和 液相；

(e)分离含水合氧化钛的固相与液相；和

(f)煅烧来自步骤(g)的固相，并形成二氧化钛。

常规硫酸盐法在水解步骤(d)之前可以包括从该加工溶液中除去硫 酸亚铁的步骤。

申请人名下的国际申请PCT/AU2004/001421描述了申请人作出的硫 酸盐法的发明。该国际申请中的公开内容经交叉引用并入本文。

概括而言，国际申请PCT/AU2004/001421描述并要求保护这种由含 钛材料(如含铁的含钛材料，如钛铁矿)制造二氧化钛的硫酸盐法，其 包括下列步骤：

(a)用含有硫酸的浸提溶液浸提固体含钛材料，并形成包括硫酸氧 钛(TiOSO₄)和硫酸亚铁(FeSO₄)的酸性溶液的加工溶液；

(b)将来自浸提步骤(a)的残余固相与该加工溶液分离；

(c)从来自步骤(b)的该加工溶液中沉淀硫酸氧钛；

(d)从该加工溶液中分离沉淀的硫酸氧钛；

(e)处理沉淀的硫酸氧钛，并得到含硫酸氧钛的溶液；

(f)水解该溶液中的硫酸氧钛，并形成含水合氧化钛的固相和液相；

(g)将含水合氧化钛的固相与液相分离；和

(h)煅烧来自步骤(e)的固相，并形成二氧化钛。

此外，国际申请PCT/AU2004/001421中描述并要求保护的硫酸盐法 包括从来自步骤(b)的该加工溶液和/或来自步骤(d)的贫加工溶液中 除去硫酸亚铁的步骤(i)。

术语“水合氧化钛”在本文中被理解为包括例如具有式TiO₂.2H₂O 和TiO₂.H₂O的化合物。

此外，术语“水合氧化钛”在本文中被理解为包括技术文献中被描 述为氢氧化钛(Ti(OH)₄)的化合物。

下文中提到的金属浓度在本文中被理解为通过ICP(所有金属)或 通过滴定法(在Ti和Fe——亚铁和高铁的情况下)测定的。

自国际申请PCT/AU2004/001421的优先权日2003年10月17日以 来，本申请人已经对该国际申请中描述并要求保护的硫酸盐法进行了进 一步的研究工作，并已经确定了该国际申请中没有公开的单独或结合的 许多重要特征以有效运行该方法。

申请人名下的国际申请PCT/AU2006/000468、PCT/AU2006/000469、 PCT/AU2006/000470和PCT/AU2006/000471描述并要求保护涉及许多这 些特征的发明。这些国际申请中的公开内容经交叉引用并入本文。

本发明是涉及另外这些特征的发明。

本发明基于这样的认识：处理来自浸提步骤(a)的加工溶液以降低 硫酸氧钛沉淀步骤(c)上游的加工溶液中的高铁离子浓度，并优选将其 完全除去，这是非常有利的。

在获得上述认识前，申请人假定，该加工溶液中的高铁离子不会在 硫酸氧钛沉淀步骤(c)中与硫酸氧钛一起沉淀，或者如果该离子沉淀， 则沉淀物是可溶形式并且容易洗出，不会与沉淀的硫酸氧钛留在一起。 申请人在研究工作中发现，实际上，高铁离子沉淀成不容易溶解并往往 与硫酸氧钛一起进入该方法的后继步骤并对这些工艺步骤和最终产物品 质具有不利影响的形式。