[发明专利]利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法

说明书

一种利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法，包括以下步骤：(1)将包含硫酸和盐酸的混合酸与钛渣混合酸解，过滤后得到粗钛液和残渣；(2)调整步骤(1)得到的粗钛液中钛、酸和杂质的浓度以利于水解，得到精钛液；(3)将步骤(2)得到的精钛液水解，过滤、除杂后得到精偏钛酸；(4)对步骤(3)得到的精偏钛酸进行盐处理后，将偏钛酸煅烧制备颜料级锐钛型或金红石型二氧化钛。该方法具有资源利用率高、工业易实施和环境友好等优点。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是我国特色重大资源，主要分部在攀枝花、西昌、承德、辽西等地。以传统的高炉冶炼技术处理钒钛磁铁矿只是很好的利用了铁，较好的提取了钒，基本上没有处理钛。以攀枝花钢铁公司为例，在该公司每年产出约350万吨的高炉渣，其中TiO₂总量约为70万吨(TiO₂含量20～25％)，大部分堆存，少量用于矿渣水泥，造成钛资源的重大浪费。

中国科学院过程工程研究所开发了氧化钠化提钒-还原提铁的新工艺，在实现铁、钒高值化的同时，所得到的钛渣品位可以达到45wt％，与钛铁矿的品位接近，具有很高的经济价值。但因为原矿中存在约3wt％的Ca(以CaO计)，经过除铁富集后的钛渣中CaO含量达到7wt％，并与Ti结合形成稳定的钙钛矿(CaTiO₃)结构，无法使用现有的硫酸法和氯化法工艺制备钛白。比较新工艺产生的钛渣与高钛型高炉渣(TiO₂含量20～25wt％)，这二者均存在钙钛矿结构，所以开发新的以含钙钛矿结构的钛渣生产钛白的工艺就显得尤为重要。

另外，传统硫酸法分解钙钛矿和钛铁矿等含钛矿相制备钛白的工艺由于废物、污染物生成量巨大被列入产业结构调整指导目录的限制类。传统硫酸法要使用92％以上浓硫酸(生产1吨钛白需要酸4.2吨)进行钛铁精矿的酸解，后续产生大量的废酸(生产1吨钛白产生20％的废酸4～8吨)很难得到回用，中和后产生大量的红石膏(生产1吨钛白产生红石膏4～11吨)，环境污染严重；硫酸法酸解和浸出是分步进行的，整体耗时长达9小时，经酸溶浸出后一步不能得到高浓钛液，需蒸发制备适用于水解的高浓钛液，能耗高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法，主要包括以下步骤：

(1)将包含硫酸和盐酸的混合酸与钛渣混合酸解，过滤后得到粗钛液和残渣；

(2)调整步骤(1)得到的粗钛液中钛、酸和杂质的浓度以利于水解，得到精钛液；

(3)将步骤(2)得到的精钛液水解，经过滤、除杂后得到精偏钛酸；

(4)对步骤(3)得到的精偏钛酸进行盐处理后，将精偏钛酸煅烧制备颜料级锐钛型或金红石型二氧化钛。

优选地，所述钛渣包含化学式为MO·nTiO₂的矿物中的一种或多种，其中，M为Mg、Ca或Fe，n为比例系数。

优选地，步骤(1)中，所述混合酸的硫酸根与氯离子的摩尔比例为0.5～2，氢离子浓度为6～16mol/L，所述混合酸中的H+的摩尔数和钛渣的质量(以g为单位)比为0.02～0.05mol/g。

优选地，步骤(1)中，酸解温度为30～150℃下，酸解时间为1～24h。