[发明专利]一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法

权利要求书

1.一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于：所述的利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法包括以下步骤：

S1，钛铁矿的分解，利用氟化铵对钛铁精矿进行分解处理，然后对分解后的固液混合物进行过滤，分别对滤渣和滤液分别存放，其中，其中钛铁精矿TiO₂含量为40~60wt%，氟化铵浓度为15~35wt%；

S2，铁红的制备，将S1步骤获得滤渣与氟氨铁盐进行高温水解，即可获取铁红产品；其中水解过程中产生的氟化铵返至S1步骤中，水解温度为600~800℃，水解作业时的滤渣与氟氨铁盐比例为1：1—10；

S3，滤液处理，对S1制备的滤液进行二次过滤，对过滤后(NH₄)₂TiF₆溶液进行收集备用；

S4，金属钛制备，以S3步骤获得的滤后(NH₄)₂TiF₆溶液为原料进行金属钛制备。

2.根据权利要求1所述的一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于，所述的S4步骤中，在进行金属钛制备中，可通过劳尔法制备、镁基法制备及电解法中任意一种进行制备或三种方法同时进行制备。

3.根据权利要求2所述的一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于，所述的劳尔法制备金属钛时，其具体制备工艺如下：

第一步，制备二氧化钛，对滤液(NH₄)₂TiF₆进行水解，产生钛盐，水解钛盐的产物分离后，含氟氨盐的溶液再次用于钛盐分解，过滤水解钛盐后，在进行高温水解，水解温度控制在850~950℃，获得TiO₂；

第二步，制备金属钛，以第一步中制备的TiO₂S₂原料，采用当前常规的克劳尔法即可获得成品金属钛产品。

4.根据权利要求3所述的一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于，所述的钛盐与含氟氨盐的溶液用量比为：1：3—5，氟化铵浓度为15~35wt%。

5.根据权利要求2所述的一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于，所述的镁基法制备金属钛时，其具体制备工艺如下：

步骤A：镁预处理，将镁在密闭容器中，真空与惰性气体保护下加热熔化成液体；

步骤B：滤液结晶，二段过滤后滤液结晶后获得固体(NH₄)₂TiF₆，然后将固体(NH₄)₂TiF₆于反应器中进行密封存放，并在10—30分钟内将反应器匀速加热升温至700℃；

步骤C：物料混合，在50—300转/分转速下对反应器内的(NH₄)₂TiF₆进行匀速搅拌，并在搅拌过程中将步骤A中制备的熔融态镁液匀速加入到反应器中并与(NH₄)₂TiF₆均匀混合，其中熔融态镁液添加速度为0.1—0.9米/秒，在进行熔融态镁液添加时，反应器温度恒定在700~900℃；

步骤D：获取成品，完成步骤C作业后，打开反应器盖，清除反应器上层的NH₄F与MgF₂后即可得到海绵钛金属成品；同时向清除的NH₄F与MgF₂混合物中加去离子，一方面NH₄F溶解后再次用于钛铁矿的分解，另一方面MgF₂烘干待用，其中去离子总量为NH₄F与MgF₂混合物总量的3—10倍。

6.根据权利要求5所述的一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于，所述的步骤B和步骤C中，反应器内氧气含量均不大于1%，且反应器内气压为0.1—10倍标准大气压。

7.根据权利要求2所述的一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，其特征在于，所述的电解法制备金属钛时，其具体制备工艺如下：

步骤Ⅰ：制备阴极，对滤液(NH₄)₂TiF₆进行水解，产生钛盐，水解钛盐的产物分离后，含氟氨盐的溶液再次用于钛盐分解，过滤水解钛盐后，在进行高温水解，水解温度控制在850~950℃，获得TiO₂，然后对获取的TiO₂压制成型后烧结成阴极；

步骤Ⅱ：制备电解质，将MgF₂与CaF₂、CaCl₂按照1：1-3：1—10比例混合，然后经高温熔融制成的MgF₂、CaF₂、CaCl₂熔盐体系；

步骤Ⅲ：电解作业，将步骤Ⅱ获得的MgF₂与CaF₂、CaCl₂熔盐体系作为电解质，与步骤Ⅰ制备的TiO₂阴极一同至于电解设备中，通过电解设备进行电解作业，从而获得成品金属钛，其中电解时温度控制在900-1100℃。