[发明专利]一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法

说明书

技术领域

本发明一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法属于二氧化钛制备的技术领域。

技术背景

氧化铝赤泥是氧化铝生产过程中的废弃物。根据各地铝土矿的品位铝硅比(A/S)不同，每生产1吨氧化铝就副产1.0～1.4吨赤泥不等。目前全世界每年产生赤泥约6000万吨。据2010年全年统计，我国氧化铝产量约为2700万吨，如果按每吨氧化铝产生1.2吨赤泥计算，我国每年产生的赤泥约为3240万吨。赤泥为碱性物质，易碱化土地，污染地下水，严重危害人们健康。同时，氧化铝赤泥中含有稀有金属、稀土金属及铝、铁等有价成分。尤其是山西，广西等地氧化铝赤泥中的钛含量很高，达到4-8%，超过了工业经济品位，是一种非常有价值的二次资源，因此，充分利用及综合开发赤泥中的二氧化钛具有重要的经济价值和社会意义。

发明内容

本发明是一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法，提供了一种有效利用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为按照以下步骤进行： 

第一步，制取富钛滤渣

a.将氧化铝赤泥放入反应釜，用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，浸出的条件如下：

盐酸浸出温度为70℃-105℃；

搅拌浸出时间为60min-180min；

盐酸溶液与赤泥的重量份比为2-6:1；

盐酸溶液的重量百分比浓度为5%-30%；

浸出后的浸出浆液用压滤机进行液固分离，得到浸出液和浸出渣；

b.将所述浸出液放入石墨蒸发器，通入蒸汽加热至105℃-110℃开始蒸发，蒸发至石墨蒸发器底部留有初始体积的30%-60%为止，得到浓缩浸出浆液，蒸出的蒸汽为盐酸蒸汽；

c.将所述浓缩浸出浆液放入反应釜中，缓慢加入重量百分比浓度为5%-40%的氢氧化钠溶液；所述浓缩浸出浆液与纯氢氧化钠固体的重量份比为5:0.2-1；用蒸汽加热至107℃-110℃，反应时间为1-8小时，同时缓慢搅拌，反应后静置2-24小时，用压滤机进行固液分离，得到滤液和富钛滤渣；

第二步，制得二氧化钛

a.将所述富钛滤渣用40℃-100℃热水进行洗涤1-5次，所述热水与富钛滤渣的重量份比为1-10:1，搅拌5 min -60min，滤出富钛滤渣，然后依次进行干燥粉碎，最后在400℃-900℃下焙烧20 min -120min，冷却得到粉碎钛渣；

b.将所述的粉碎钛渣用重量百分比浓度为10%-30%的盐酸溶液进行洗涤，酸洗条件为：盐酸溶液与粉碎钛渣的重量份比为1-5:1，洗涤温度为40℃-90℃，洗涤搅拌时间为10min-120min，然后进行固液分离，得到酸洗钛渣和盐酸洗液；

c.将所述酸洗钛渣用40℃-100℃热水进行洗涤，所述热水与酸洗钛渣的重量份比为1-10:1，搅拌5 min -60min，滤出水洗钛渣，最后进行烘干、磨细得到二氧化钛。

第一步制取富钛滤渣中所述滤液用于提取镓；所述盐酸蒸汽经冷凝后返回重复利用。

第二步制得二氧化钛中所述盐酸洗液返回用于浸出赤泥。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明充分利用生产氧化铝的副产物赤泥制备二氧化钛，不仅大大降低了赤泥的污染，也有效的利用了赤泥中的钛金属，并且实现了二氧化钛大规模工业化生产。

2、本发明通过浸出液蒸发使钛在蒸发后的溶液中处于过饱和态，加入碱液中和后在盐酸介质中进行钛的水解；冷凝的盐酸可循环使用；盐酸洗液也可以循环重复使用，降低工业生产中的生产成本。

具体实施方式

以取自中铝山西分公司的拜耳法生产中产生的氧化铝赤泥副产物为例，其化学组成如下表：