硫酸浸出赤泥富鈦渣

1、硫酸浸出赤泥富鈦渣硫酸浸出赤泥富鈦渣宋強(qiáng)，王家偉，徐本軍（貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院，貴陽550003）摘要摘要：制備了赤泥富鈦渣，并通過單因素和正交試驗(yàn)考查了硫酸濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對二氧化鈦酸解率的影響。結(jié)果表明，影響二氧化鈦酸解率因素的主次順序?yàn)榱蛩釢舛?、反?yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間。較佳酸化條件是反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時(shí)間140min和硫酸濃度95%，二氧化鈦酸解率為96.32%。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：赤泥；富鈦渣；浸出；硫酸中圖分類號：中圖分類

2、號：TF822文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：文章編號：10077545（2012）05000000LeachingofTienrichedSlagfromRedMudwithSulfuricAcidSONGQiangWANGJiaweiXUEBenjun(MaterialsMetallurgicalCollegeGuizhouUniversityGuiyang550003China)Abstract:TheTienrichedsl

3、agwaspreparedtheinfluenceofsulfuricacidconcentrationreactiontimereactiontemperatureonacidolysisrateoftitaniumdioxidewerestudiedbysinglefactthogonalexperiment.Theresultsshowthatthefactssequencedaccdingtothesignificantleve

4、lweresulfuricacidconcentrationreactiontemperaturereactiontime.Theoptimumacidificationconditionsincludethereactiontemperatureof180℃reactiontimeof140minthesulfuricacidconcentrationof95%undertheseconditionstheacidolysisrate

5、oftitaniumdioxidereaches96.32%.Keywds:redmudTienrichedslagleachingsulfuricacid赤泥是氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，每生產(chǎn)1t氧化鋁約產(chǎn)出1~1.3t赤泥[1]，我國每年約產(chǎn)生500萬t赤泥。目前大多數(shù)氧化鋁廠都是將赤泥筑壩堆存，這種簡單的處理方式不僅占用大量土地，而且造成了赤泥中有價(jià)金屬Ti、Fe等資源的浪費(fèi)。近年來，研究者對赤泥的綜合利用進(jìn)行了大量研究[28]。

6、采用硫酸法對赤泥處理后制備鈦白粉是一種比較有前景的方法，且附加值高。因此，本文就硫酸浸出赤泥富鈦渣開展了研究，考查硫酸濃度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等對二氧化鈦酸解率的影響，以獲得較佳酸解條件，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。1試驗(yàn)試驗(yàn)1.1富鈦渣的制備富鈦渣的制備采用某氧化鋁廠生產(chǎn)后的赤泥制備低鐵富鈦渣，其制備條件：在鈣比2.15、燒結(jié)溫度1150℃、燒結(jié)時(shí)間40min、堿比1.8燒結(jié)后，溶出時(shí)間為20min的條件下進(jìn)行燒結(jié)礦溶出氧化鋁，再將廢鹽酸對溶

7、出后的渣進(jìn)行浸出，浸出條件為：廢酸過量系數(shù)1.2、鹽酸濃度6molL、反應(yīng)溫度90℃、反應(yīng)時(shí)間60min。在以上條件下制備的富鈦渣主要化學(xué)成分為（%）：Ti51.88、SiO24.30、CaO0.64、MgO1.65、Fe2O31.81。物相分析表明鈦主要以TiO2和Fe2TiO5形態(tài)存在。1.2試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理富鈦渣與濃硫酸在加熱條件下，鈦的氧化物與硫酸發(fā)生反應(yīng)，生成可溶的硫酸氧鈦及硫酸鈦：TiO2H2SO4=TiOSO4H2O（1）

8、TiO22H2SO4=Ti(SO4)22H2O（2）Ti2O33H2SO4=Ti2(SO4)33H2O（3）富鈦渣中除了含鈦的氧化物外，還含有氧化鋁、三氧化二鐵、二氧化硅等物質(zhì)，硫酸在與二氧化鈦反應(yīng)的同時(shí)，也與以上物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)，生成對應(yīng)的硫酸鹽：Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O（4）Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O（5）1.3試驗(yàn)過程及設(shè)備試驗(yàn)過程及設(shè)備量取一定體積的硫酸溶液于反應(yīng)容器中（試驗(yàn)裝置如

9、圖1所示），控制酸礦比（質(zhì)量比）為2.5∶1，加熱到一定溫度，稱取10g富鈦料加入硫酸溶液中，升溫到酸解溫度并保溫進(jìn)行酸解反應(yīng)，達(dá)到預(yù)定反應(yīng)時(shí)間后，用蒸餾水洗滌并過濾，濾液用于后續(xù)水解試驗(yàn)，濾渣烘干后采用吸光度法分析其中的鈦，并計(jì)算酸解率。基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：貴州省基金項(xiàng)目（黔科合J字[2009]2057號）；貴陽市科技局項(xiàng)目（[2010]筑科Ⅰ合同字第176號、筑科合同[2011205]57號）doi：10.3969j.issn.100

10、77545.2012.05.009極差7.003.7618.44從表1可得出，三因素對二氧化鈦的酸解率的影響程度大小順序?yàn)椋毫蛩釢舛确磻?yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間，最佳酸解條件為：溫度190℃、時(shí)間140min、硫酸濃度95%。對正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合后的方程如式（6）所示，其回歸性很好，相關(guān)系數(shù)為0.99。（6）2.186C0.0019C0.67B0.0024B8.27A0.022A916.48222?????式中：η為二氧化鈦酸解率，%；A為反

11、應(yīng)溫度，℃；B為反應(yīng)時(shí)間，min；C為硫酸濃度，%。根據(jù)回歸方程，在最佳酸解條件下，二氧化鈦酸解率計(jì)算值為97.9%，驗(yàn)證試驗(yàn)二氧化鈦酸解率為97.1%，吻合比較好，從試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度過高后，酸的分解比較嚴(yán)重，因此將酸解溫度降低為180℃，通過試驗(yàn)，此條件下二氧化鈦的酸解率為96.32%，基本能滿足工業(yè)化要求。3結(jié)論結(jié)論隨著硫酸濃度和酸解時(shí)間的增加和酸解溫度的升高，二氧化鈦酸解率逐漸增加，對二氧化鈦酸解率影響因素的主次順序?yàn)椋毫蛩釢舛确磻?yīng)

12、溫度反應(yīng)時(shí)間。適合赤泥富鈦渣的較佳酸化條件為：酸解溫度180℃、酸解時(shí)間140min、硫酸濃度95%，此時(shí)二氧化鈦酸解率為96.32%。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]張江娟.從赤泥中回收二氧化鈦的初步研究[J].中國資源綜合利用，2003(1)：2830.[2]攀志華，方永浩，趙成朋，等.堿礦渣赤泥水泥的研究[J].堿酸鹽通報(bào)，1999(3)：3440.[3]焦占忠，刑國，王化民.利用工業(yè)廢渣赤泥和粉煤灰研制免蒸免燒磚[J].輕金屬，1993(

13、6)：1619.[4]張培新，閻家強(qiáng).赤泥制作瓷質(zhì)磚黑色顆粒料的研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2000(3)：4143.[5]王梅，楊家寬，侯健.赤泥粉煤灰免燒免蒸磚的原料與制備[J].礦產(chǎn)綜合利用，2005(4)：3034.[6]陳國華，劉心宇.礦渣微晶玻璃的制備及展望[J].佛山陶瓷，2002，12(8)：610.[7]孫道興.赤泥脫堿處理和有價(jià)金屬鈦鈧提取的研究[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2008，40（10）：4952.[8]韋斌，傅曉恒，