[发明专利]一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法

说明书

本发明涉及一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，包括钛铁矿的分解铁红的制备，滤液处理及金属钛制备灯四个步骤。本发明对原材料的要求并不是很高，原料选择范围广；梯级合理利用各工序的副产物，环保性好；绿色、低成本获得升级海绵钛的优质原料，与钛渣相比，电耗大幅下降，与人造金红石相比，副产物得到合理利用，再利用成本低；同时与常规海绵钛方法相比，具有生产流程短、能耗低等优点。

技术领域

本发明涉及一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法，属于化工冶金领域。

背景技术

高钛渣、人造金红石与天然金红石是生产海绵钛的常用原料，随着天然金红石的日益枯竭，高钛渣与人造金红石已成为海绵钛的主要生产原料。高钛渣存在能耗高，粒度分布宽等不足之处；现有人造金红石生产方法也存在较多的不足，如还原锈蚀法，铁并没有得到有效的利用，盐酸浸出法存在设备腐蚀严重、盐酸回收成本高等系列问题，开发优质、价廉海绵钛原料的制备工艺是十分必要的。

海绵钛的工业生产始于1948年，当时美国杜邦公司在世界上首次实现海绵钛的工业生产。以天然金红石、人造金红石和钛渣为原料制取海绵钛可能途径，概况起来主要有四种方法：氧化钛的还原、卤化钛的还原法、钛化物的电解法和卤化钛的热分解法。综合考虑生产成本和海绵钛的质量等因素，只有两种方法实现了工业化生产。一是镁还原TiCl4的克劳尔法，另一种是钠还原TiCl4的亨特法。由于Mg比Na更安全，且还原产物(海绵钛)经过破碎后的粒度更适合于熔炼，Cl-含量较低，因此Kroll法逐渐取代先行开发的亨特法，成为当前海绵钛生产的主导工业法，但该法仍存在流程冗长，设备投资费用高，生产周期长，电耗大，环境污染严重等缺点，尽管世界钛工业经过几十年的发展，Kroll法经过一系列改进，仅仅局限于连续化、大型化、自动化等方面的小的改进，并没有大幅降低钛的价格。基于生产优质与低成本海绵钛的愿景，开发新的金属钛生产新工艺是十分必要的。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种利用钛精矿制备金属钛与铁红的方法。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种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。

进一步的，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。

进一步的，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；