[发明专利]共萃法从钛铁矿盐酸酸解液制备珠光颜料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及共萃法从钛铁矿盐酸酸解液制备珠光颜料的方法，具体地说，涉及酸解钛铁矿的方法制备珠光颜料的包膜材料，特别是盐酸酸解钛铁矿和钛铁离子在酸解液中的分离方法，分离出的铁离子作为包膜材料制备珠光颜料和制备氧化铁颜料，和分离出铁离子的钛液作为包膜材料制备珠光颜料和制备钛白粉的原料。

背景技术

珠光颜料是一类由一种或者几种金属氧化物包覆在片状基材上构成的具有珍珠光泽的颜料，不同的氧化物及氧化物厚度，可以得到不同的珠光效果。目前，绝大多数铁珠光颜料均采用三氯化铁作为包膜氧化铁前驱体，绝大多数钛珠光颜料均采用四氯化钛作为包膜二氧化钛前驱体。

钛铁矿是钛和铁的氧化物矿石，是提炼钛的主要矿石。目前制备四氯化钛或者硫酸氧钛的方法，主要是采用氯化法或者硫酸法制备，然后经过精馏除杂而得到。氯化法是将高钛渣与石油焦按一定比例配料，粉碎，通入氯气进行反应，生成四氯化钛气体，经过冷凝，得到液化的四氯化钛液体，过滤、蒸馏，得到四氯化钛成品。硫酸法则采用硫酸浸润矿石，产生大量废酸和硫酸亚铁。

目前，采用盐酸溶解钛铁矿的研究有2种方法，一种是作为硫酸法的前一步，在高温、低酸矿比的情况下，将钛铁矿中的杂质溶解掉，钛经过溶解再以偏钛酸形式析出，作为下一步硫酸溶解的原料，比如专利CN 1766137A，CN 101935063A，CN 102602991A，CN102616842A等；另一种是直接用盐酸酸解矿石，然后萃取分离出氯化钛酰，如US 3236596，US4269809，US 6500396B1，US 6375923，CN101935063A等。这些都是直接用于生产人造金红石，而不是用于珠光颜料包膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种珠光颜料包膜材料的制备方法。本发明的思路，在于利用盐酸和氯化氢气体将钛铁矿中的钛铁离子溶解后，采用萃取剂对钛铁离子进行共萃取和富集，并通过不同反萃剂对钛铁离子分步反萃，得到富集的氯化氧钛和三氯化铁，可分别用于云母钛和云母铁系列的珠光颜料包膜材料。萃余液用于盐酸的回收。

根据本发明的第一个实施方案，提供一种通过盐酸酸解钛铁矿来同时制备片状基材/Fe₂O₃珠光颜料和片状基材/TiO₂珠光颜料的方法，即，提供一种采用共萃取从钛铁矿制备包括三氧化二铁(Fe₂O₃)包覆层或二氧化钛(TiO₂)包覆层或Fe₂O₃/TiO₂包覆层的珠光颜料的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将盐酸和钛铁矿按照一定的酸/矿质量比加入到反应釜中，在搅拌下升温至升高的温度T1，再在该反应温度T1下反应(反应时间例如2-12小时)，其中在反应过程中加入氯化氢气体，并保持体系的压力P高于大气压，例如在0.101MPa-2.5MPa或0.1015MPa-2.5MPa，优选0.102MPa-2.0MPa，优选0.2MPa-1.6MPa，优选0.3MPa-1.5MPa优选0.4-1.4MPa，优选0.5-1.3MPa，进一步优选0.6-1.2MPa，更进一步优选0.8-1.2MPa之间，在反应结束后将反应混合物直接进行过滤(如压滤)，获得滤液，滤液冷却，并进行固液分离(如离心分离)，即得到含有钛铁离子的盐酸溶液A0和氯化亚铁沉淀C0，和然后任选地，将离心得到的干净的氯化亚铁沉淀物C0直接煅烧而获得铁红颜料C1，或沉淀物C0用氧化剂(如氯气)进行氧化而获得三氧化铁产品C2，然后将将三氧化铁产品C2溶于水中而获得三氯化铁溶液III(它可用于云母铁珠光颜料的包膜材料)；

(2)将步骤(1)获得的含有钛铁离子的盐酸溶液A0加入到共萃取器中，使用萃取剂进行多级共萃取，将作为有机相的各级萃取物合并而得到富铁钛的萃取液，即有机相A1，而经过多级萃取之后剩下的水相是不含铁和钛离子的高酸度、带有杂色离子Mn、V、Cr的萃余液，即水相B1(例如它用于盐酸和氯化氢气体的回收)；

(3)将富铁钛的萃取液A1加入到钛反萃器中，用钛反萃剂反萃取钛离子而获得含铁离子的有机相A2和作为含氯化钛酰的水相的萃余液I，简称含氯化钛酰的溶液I(该萃余液I可直接用于云母钛珠光颜料的包膜材料和钛白粉的原料)；