鈦白酸解渣中鈦和鐵的浸出工藝研究.pdf

1、鈦白粉在化工原料中占有十分重要的地位，在涂料、造紙、塑料和陶瓷等領域中充當著重要角色。目前生產鈦白粉的方法主要有氯化法和硫酸法兩種，我國大部分的企業(yè)仍使用傳統(tǒng)的硫酸法生產工藝。據統(tǒng)計，工廠每生產1t鈦白粉會產生0.2～0.3 t酸解廢渣，其中TiO2含量在15～30％，鐵含量和鈦基本相當。由于廢渣難以處理，工廠一般經過水洗、壓濾后直接廢棄或填埋，既浪費鈦和鐵資源又對環(huán)境造成了污染。若能采用合適的方法對其中的鈦和鐵進行回收利用，將具有十分

2、重要的意義。基于此，本文研究了鈦白酸解渣中鈦和鐵的浸出工藝，主要研究內容如下:
　　(1)通過水洗、常規(guī)酸浸和強化浸出實驗對酸解渣難浸原因進行了研究。結果表明，用清水浸出酸解渣，鈦的浸出率不足1％;用硫酸常規(guī)浸出，鈦和鐵的浸出率為42.94％和41.14％;先用硫酸浸出再添加氟化銨強化浸出，鈦和鐵的浸出率提高到60.41％和59.72％。鈦精礦酸解過程中生成的CaSO4對FeTiO3表面的附著、包裹作用和酸解后SiO2含量的提升是

3、酸解渣難以被浸出的兩大主要原因。
　　(2)采用空氣焙燒、氮氣焙燒和空氣加堿焙燒實驗對酸解渣中鈦和鐵的浸出工藝進行了探索。結果表明，經空氣焙燒后酸浸，鈦和鐵的浸出率為24.86％和34.59％;經氮氣焙燒后酸浸，鈦和鐵的浸出率提高到68.52％和71.41％;經空氣加堿焙燒水洗后酸浸，鈦和鐵的浸出率為68.16％和68.22％。對已有法進行改進，獲得氮氣加堿焙燒水洗酸浸新工藝。
　　(3)對氮氣加堿焙燒水洗酸浸工藝的焙燒水洗

4、條件和水洗液的除雜進行了研究。結果表明，焙燒的最佳工藝條件為:堿礦質量比1，焙燒溫度500℃，焙燒時間60 min。水洗的最佳工藝條件為:水洗時間20 min，液固比5，攪拌轉速300 r/min，不加熱。水洗濾液中，氫氧化鈉的最高可回收率為55.53％,用生石灰去除Na2SiO3雜質，在生石灰固液比0.016，反應時間20 min，攪拌轉速300 r/min，室溫的條件下，氫氧化鈉的最高可回收率提高到71.84％。
　　(4)對

5、氮氣加堿焙燒水洗酸浸工藝的酸浸條件和酸浸動力學進行了研究。結果表明，酸浸的最佳條件為:反應時間60 min、液固比3、攪拌轉速700 r/min、硫酸濃度11.0 mol/L、浸出溫度95.0℃和酸解渣粒度為過0.147mm篩。在此條件下鈦和鐵的浸出率達到90.35％和89.33％。酸浸過程可用收縮芯模型描述，屬內擴散控制。對實驗數據進行擬合處理，求得宏觀動力學方程為:1-2/3x-（1-x）2/3=7.8526×10-6 exp(-1