[发明专利]用于提高含钛物料品位的浸取液的处理

说明书

本发明涉及用于浸取含钛物料中的杂质以提高含钛物料的二氧化钛含量的浸取液(leachant)的处理。

术语“含钛物料”在本发明中可理解为一种含有至少2wt％钛的物料。

尤其是本发明涉及浸取液的处理以便提高用于除含钛物料中的杂质的浸取液的效果。

更具体地说，尽管决不仅仅是，本发明涉及将对二氧化硅和氧化铝的浸取方法的影响降至最低程序。二氧化硅和氧化铝作为杂质存在于许多含钛物料中。

在本发明特定实施方案中提供一种方法，因而，在浸取工艺中循环浸取液内的二氧化硅和氧化铝的浓度保持在对浸取工艺过程有害影响的浓度以下。

在工业氯化工艺过程中，含有二氧化钛的原料与焦炭一起送入各种结构(流化床，高炉、熔融盐)的氯化器中，在700-1200℃的范围的最高温度下进行操作。工业氯化器最普通的型式是流化床结构。把气体氯通经含二氧化钛和炭的进料中，使二氧化钛转化成四氯化钛气体，然后从排气流中排出并为了进一步净化和加工处理可将它冷凝成液体四氯化钛。

按在工业氯化器中进行的氯化工艺非常适合于将纯二氧化钛原料转化成四氯化钛。然而，大多数其它进料(即原料中的杂质)会引起许多困难，而使氯化工艺本身或使随后的冷凝和提纯步骤大大地复杂化。附表提供了所遇到的各种问题的说明。另外，不进入产物的各种进料基本上影响产生用于废物处理和排放的废物。一些进料(例如重金属、放射性物质)会引起废物的分类，从而有可能要求在监视的容器内由专人处置。

对于氯化来说优选的进料是高品位的物料，矿石金红石是最适合于本发明的原料。金红石的缺乏已经导致研究通过提高天然存在的钛铁矿(40-60％TiO₂)品位而形成的其它原料，例如含钛的炉渣(大约86％TiO₂)和人造金红石(各种92-95％TiO₂)。这些提高品位的方法以去除铁作为主要目标，但也扩展到去除锰和碱土金属杂质，以及一些铝。主要进料    氯化          冷凝          提纯Fe，  Mn    消耗氯，      固/液氯

        焦炭，增加    化物堵塞

        气体体积      的管道系统，

                      成为淤泥碱金属和    由于液体碱土金属    氯化物而使

        流化床流

        化态停滞，

        消耗氯、

        焦炭Al          消耗氯、      引起腐蚀      引起腐蚀，

        焦炭                        成为淤泥Si          富集在氯      能遇到管      可能要求从

        化器内，      道阻塞。      产物中蒸馏

        降低炉子      部分随四

        的寿命。      氯化钛冷

        消耗焦        凝

        炭、氯V                                       必须通过化

                                    学处理和蒸

                                    馏而除去Th、Ra      富集在氯化器的砖砌体内，放射性的；可引起废物处理困难

在现有技术中已由含钛的矿物例如钛铁矿经各种技术而制成人造金红石。按照最为通用的技术，如西澳大利亚(Western Australia)的各种运行技术，在旋转炉中用煤或炭在温度超过1100℃下、还原含钛矿物，在该方法中，矿物中的铁含量基本上金属化。硫的加入可使锰杂质部分转化成硫化物。还原后使金属化产物冷却，与结合的炭分离，然后进行含水充气以除去基本上全部呈可分的细粒氧化铁的所含金属铁。分离后的含钛产物用2-5％的硫酸水溶液处理以溶解锰和一些残余的铁。正如所公开的或运用的，该法基本上没有化学去除碱金属或碱土金属、铝、硅、钒或放射性核素。此外，铁和锰的去除是不完全的。