一种钛白粉的制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
本发明涉及钛白粉生产技术领域，特别涉及一种钛白粉的制备方法。
[0002]
【背景技术】
硫酸法钛白粉生产是我国钛白粉生产厂家普遍使用的技术，其主要原理是通过钛矿与硫酸混合、反应，制得钦液，然后经沉降、热过滤、结晶、分尚、精滤、浓缩等工序，提闻黑钦液的浓度与澄清度，去除其中的亚铁，得到符合水解指标的钛液。随着技术的发展，国外很多钛白粉生产企业，开始用品位高、杂质少的高钛渣作为钛白粉生产的主要原料。
[0003]硫酸法钛白生产使用高钛渣作为原料有诸多优点:由于钛渣的T12品位高，杂质含量大幅度下降，有利于钛白粉产量的提高；酸解排放废气、残渣、沉降污泥等的数量都减少；由于铁钛比低，杂质含量少，水洗时间及废水排放量也缩减；生产中可以省略铁屑还原、冷冻结晶、硫酸亚铁分离、钛液浓缩等工序；酸耗降低，铁屑不用购买、冷冻和浓缩的费用可以省去，大大降低生产成本；可以缩短生产周期，提高产量；减少三废排放，大大的减少对环境的污染。
[0004]正是由于采用钛渣作为原料生产钛白粉具有那么多优点，以至于国际上硫酸法钛白生产所采用的原料，半数以上选用酸溶性钛渣，才后才考虑采用品位高的钛铁矿。但是，我国国内采用钛渣为原料生产钛白粉的厂家却寥寥可数，主要原因是酸溶性钛渣法成本较闻。
[0005]
【发明内容】
为了解决以上问题，本发明提供了一种成本较低的使用混合酸解钛液来制备钛白粉的方法。从事钛白粉生产多年，对钛矿酸解钛液与钛渣酸解钛液的四项指标性质比较熟悉。
[0006]钛矿酸解钛液有如下特点:不含Ti3+ ；Ti02含量低；F值较高；铁钛比较高。
[0007]钛渣酸解钛液有如下特点:Ti3+含量较高；Ti02含量较高；F值较低；铁钛比较低。
[0008]在生产中不断摸索经验，结合钛矿法和钛渣法钛白粉生产的优缺点，自行探索研究出一套新的钛白粉生产工艺——将钛矿酸解钛液与高钛渣酸解钛液混合，使用混合钛液生产合格的钛白粉。本发明是通过以下措施实现的:
一种钛白粉的制备方法，将钛矿酸解钛液和高钛洛酸解钛液按照重量比1:2的比例混合，得到含 Ti3+为 l-5g/L、Ti02 为 185-200g/L、F 值为 1.80-2.00、铁钛比为 0.265-0.305 的混合钛液，经过水解、煅烧制备钛白粉；
所述钛矿酸解钛液是由以下方法制得的:按照酸矿比1.45?1.90:1加入硫酸和钛矿，使用压缩空气均化10?15min，然后加入引发液，通过蒸汽加热引发反应，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化I?5h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，按投矿量每吨铁矿加入2?4m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，还原5?6h后得到钛矿酸解钛液。
[0009]所述高钛渣酸解钛液是由以下方法制得的:按照酸渣比1.55?2.00:1加入硫酸和高钛渣，使用压缩空气均化10?15min，然后加入引发液，通过蒸汽加热引发反应，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化2?6h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，按投渣量每吨高钛渣加入2?4m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，还原5?6h后得到钛矿酸解钛液。
[0010]制备钛矿酸解钛液时加入的硫酸浓度> 92.5%，加入引发液后硫酸浓度控制在80% ?90%。
[0011]制备高钛渣酸解钛液时加入的硫酸浓度> 98%，加入引发液后硫酸浓度控制在85% ?95%。
[0012]使用的压缩空气压力优选为彡0.3Mpa。
[0013]使用铁粉进行还原,铁粉加入量为0-0.lt/m3浸取液。
[0014]优选所使用的钛矿中T12含量彡45%，高钛渣中T12含量彡75%。
[0015]所述引发液加入量的计算公式为 V=(C1_C2)V1/C2 其中V------引发液加量；
Vl------硫酸加入量；
Cl-------硫酸浓度；
C2-------反应酸浓度。
[0016]由于钛矿酸解钛液里不含Ti3+，钛液呈现黄色，与高钛渣酸解钛液按一定比例勾兑后，高钛渣酸解钛液含有较多的Ti3+，若Ti3+含量不足以使混合后钛液含有Ti3+，可以加部分铁粉还原，将钛矿酸解钛液里的Fe3+还原为Fe2+，剩余的铁粉将Ti4+还原为Ti3+，使钛液Ti3+含量在一个合理的范围内。
[0017]本发明的有益效果是:
1、采用较长的熟化时间，使反应充分，保证浸取前固相达到合适的温度<80°C，熟化时不通入压缩空气，保证浸取后三价钛的含量，防止三价钛因通入压缩空气氧化而减少。
[0018]2、在钛矿酸解钛液与高钛渣酸解钛液混合时，以铁钛比中线为主要参照指标，同时兼顾Ti3+、T12, F值三项指标，完全符合水解要求。
[0019]3、采用混合技术可以直接省去真空结晶、硫酸亚铁分离、钛液浓缩等工序，减少了公司在这三个工序人力、电力、设备、维修、蒸汽、水、管理等生产成本的支出；
4、省略结晶、硫酸亚铁分离、钛液浓缩等工序三个工序后，整个黑钛液的生产流程缩短，广能提闻；
5、杂质含量相对单用钛矿有所下降，有利于钛白粉产量的提高；
6、酸耗降低，降低生产成本；
7、酸解排放废气、残渣、沉降污泥等的数量都减少，减少三废排放，大大的减少对环境的污染；
8、生产成本比单独使用钛矿和高钛渣都低，生产出的钛白粉品质介于钛矿和高钛渣之间，是一种性价比很高的钛白粉，具有很强的市场竞争力。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
(I)制备钛矿酸解钛液:
按照酸矿比1.45:1加入浓度92.5%的硫酸40t和含Ti0245%的钛矿27.6t，使用压缩空气均化10?15min，压缩空气压力彡0.3Mpa，然后加入2.77t引发液，引发液加入后硫酸浓度86.5%，通过蒸汽加热引发反应，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化I?5h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，根据投矿量加入2m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，用铁粉还原5?6h后得到钛矿酸解钛液，铁粉加入量为0.002t/m3浸取液。
[0021](2)制备高钛渣酸解钛液:
按照酸渣比1.55:1加入浓度98%的硫酸40t和含Ti0275%的高钛渣25.8t，使用压缩空气均化10?15min，压缩空气压力彡0.3 Mpa，然后加入2.15t引发液,引发液加入后硫酸浓度93%，蒸汽压力彡0.5Mpa，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化2?6h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，根据投矿量加入2m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，铁粉加入量为0.03t/m3浸取液，还原5?6h后得到高钛渣酸解钛液。
[0022](3)制备混合钛液
将步骤(2)和(3)制备的钛矿酸解钛液和高钛渣酸解钛液按照1:2的比例混合，得到混合钛液，混合钛液沉降后再经过常规的热过滤、精滤工序，即利用半框压滤机进一步过滤去除钛液里面的杂质提高钛液的澄清度，然后经过常规水解、煅烧工艺制备钛白粉。
[0023]实施例2
(I)制备钛矿酸解钛液:
按照酸矿比1.90:1加入浓度95%的硫酸40t和含Ti0250%的钛矿21.05t,使用压缩空气均化10?15min，压缩空气压力> 0.3Mpa，然后加入2.77t引发液，引发液加入后硫酸浓度为86.5%，通过蒸汽加热引发反应，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化I?5h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，根据投矿量加入4m3/t浸取水，浸取温度< 80°C。
[0024]( 2)制备高钛渣酸解钛液:
按照酸渣比2.00:1加入浓度98%的硫酸40t和含Ti0280%的高钛渣20t，使用压缩空气均化10?15min，压缩空气压力彡0.3 Mpa，然后加入2.15t引发液,引发液加入后硫酸浓度为93%，蒸汽压力彡0.5Mpa，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化2?6h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，根据投矿量加入4m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，铁粉加入量为0.lt/m3浸取液,还原5?6h后得到高钛洛酸解钛液。
[0025](3)制备混合钛液
将步骤(2)和(3)制备的钛矿酸解钛液和高钛渣酸解钛液按照1:2的比例混合，得到含Ti3+为5g/L、Ti02为200g/L、F值为2.0、铁钛比为0.265的混合钛液，混合钛液沉降后再经过常规的热过滤、精滤工序，即利用半框压滤机进一步过滤去除钛液里面的杂质提高钛液的澄清度，然后经过常规水解、煅烧工艺制备钛白粉。
【主权项】
1.一种钛白粉的制备方法，其特征在于将钛矿酸解钛液和高钛渣酸解钛液按照重量比I:2的比例混合，得到含Ti3+为l_5g/L、T12为185-200g/L、F值为1.80-2.00、铁钛比为0.265-0.305的混合钛液，经过水解、煅烧制备钛白粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于钛矿酸解钛液是由以下方法制得的:按照酸矿比1.45?1.90:1加入硫酸和钛矿，使用压缩空气均化10?15min，然后加入引发液，通过蒸汽加热引发反应，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化I?5h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，按投矿量每吨铁矿加入2?4m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，还原5?6h后得到钛矿酸解钛液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于高钛渣酸解钛液是由以下方法制得的:按照酸渣比1.55?2.00:1加入硫酸和高钛渣，使用压缩空气均化10?15min，然后加入引发液，通过蒸汽加热引发反应，引发温度80?120°C，反应完成后，熟化2?6h，熟化时不通压缩空气，然后加入浸取水，按投渣量每吨高钛渣加入2?4m3/t浸取水，浸取温度< 80°C，还原5?6h后得到钛矿酸解钛液。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于加入的硫酸浓度>92.5%，加入引发液后硫酸浓度控制在80%?90%。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于加入的硫酸浓度>98%，加入引发液后硫酸浓度控制在85%?95%。
6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于压缩空气压力彡0.3Mpa。
7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于使用铁粉进行还原，铁粉加入量为0-0.lt/m3 浸取液。
8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于钛矿中T12含量>45%，高钛渣中T12含量彡75%。
【专利摘要】本发明涉及钛白粉生产技术领域钛白粉制备方法。将钛矿酸解钛液和高钛渣酸解钛液按照1∶2的重量比例混合，得到混合钛液，制备钛白粉。兑出钛液符合水解要求，酸耗降低；省去冷冻结晶、硫酸亚铁分离、钛液浓缩工序，降低成本；杂质含量下降；缩短生产流程，产能提高；减少三废排放，减少对环境的污染。
【IPC分类】C01G23-047, C01G23-053
【公开号】CN104556218
【申请号】CN201310510583
【发明人】卢梦迪
【申请人】卢梦迪
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月26日