一種以鈦白廢酸處理鈦精礦制備富鈦料的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金領域，具體涉及一種以鈦白廢酸為原料處理鈦精礦制備富鈦料的 方法。
【背景技術】
[0002] 目前，我國大部分生產鈦白粉的廠家仍然是用硫酸法這一傳統生產工藝，硫 酸法鈦白生產過程中會產生大量廢酸，每生產It鈦白即產生質量分數為20 %左右 的廢酸6-8t(張新富.利用鈦白廢酸浸出赤泥綜合回收鈧釩鈦的研宄[J].化工管 理.3013 (8) : 221.)。大量的廢酸若不經處理就直接排放，將會腐蝕下水道，導致水體污染， 土壤酸化，嚴重影響附近居民身心健康，阻礙企業的可持續發展（許惠，傅敏.鈦白廢液的 治理與綜合利用研宄進展[J].礦產綜合利用.2006(4) :34-37.)。現有處理鈦白廢酸主要 有中和排放、濃縮回收、生產硫酸鹽副產品等方法（許惠，傅敏.鈦白廢液的治理與綜合利 用研宄進展[J].礦產綜合利用.2006 (4) : 34-37.)，這些方法不是成本太高就是二次污染 嚴重，未能從根本上解決廢酸的出路問題。
[0003] 世界上已經探明的鈦資源儲量約為20億噸，我國是一個鈦資源大國，占世界總儲 量的48%以上。目前中國鈦礦資源主要有三種類型：鈦鐵礦巖礦、鈦鐵礦砂礦和金紅石礦。 其中鈦鐵礦巖礦以釩鈦磁鐵礦為主，是中國最主要的鈦礦資源，資源量4. 36億噸；鈦鐵砂 礦的資源量3629萬噸；金紅石礦的資源量798萬噸，攀西地區蘊藏的釩鈦磁鐵礦就占全國 鈦儲量的90. 54%。鈦精礦是生產鈦白粉和海綿鈦的重要原料，但因其品位低，直接利用制 取金屬鈦和鈦白粉時，生產率低，"三廢"量大、生產成本高，因而常常將其預先富集成高品 位的富鈦料（范曉慧，邱冠周，姜濤等.攀鋼鈦精礦制取富鈦料新工藝的研宄[J].金屬 礦山.2002(6) :20-22.)。目前，釩鈦磁鐵礦的綜合利用和鈦白廢酸的治理及循環利用都將 是我國未來重點攻關項目。
[0004] (1)稀硫酸浸取鈦渣制取二氧化鈦工藝
[0005] 楊保祥等人研宄了稀硫酸浸出富集深還原鈦渣，從而提取二氧化鈦工藝。其工藝 條件是：硫酸濃度：20%，深還原鈦渣粒度：12~200目，浸出溫度15~95°C，浸出時間： 1.5~3. 0h，液固比：1:4~1:5,反應級數1~4級。制取了品位為65. 87%的Ti02，由深 鈦渣的化學組成可知，原料從55. 8% Ti02處理后提高到65. 87%，Al、Mg等雜質的浸出率 不到10%，根本不能滿足做硫酸法鈦白粉原料的要求，且浸出也處理難度大，廢渣排放量也 大，此工藝從經濟環保上考慮皆不可行。（楊保祥，李在妙，蔣國興等.稀硫酸浸出富集深 還原鈦渣[J].鋼鐵釩鈦.1996 (1) : 33-36.)
[0006] (2)堿處理鈦精礦再酸浸制取富鈦料工藝
[0007] 趙常青等人研宄了利用鈦精礦直接制取富鈦料的工藝。其工藝分為兩個步驟：第 一步是將鈦精礦與氫氧化鈉混合焙燒溫度為600°C，焙燒時間為5h，堿礦比為1. 8:1，生成 偏態酸鈉和鈦酸鈉；第二步是將焙燒產物碾磨至200目之后用濃度為80%的濃硫酸進行酸 浸，酸浸溫度控制在90°C，時間4h，攪拌速度為70r/min，最后過濾經水解焙燒后即可得到 Ti02含量為95%的富鈦料。該工藝是經先堿燒后酸浸，大大增加了酸、堿和水的用量，會造 成成本大增，用量的增加也會導致最終固體廢物的增加，會加大對環境的危害，同時質量分 數為80%的硫酸會加大對設備的腐蝕。（趙常青.鈦精礦制取富鈦料新工藝的研宄[D]. 昆明理工大學：2010年.）
[0008] (3)硫酸分解鈦渣制取鈦白工藝
[0009] 鄧國珠等利用硫酸分解攀枝花鈦精礦金屬化球團經電熱爐還原熔煉制備的鈦 渣進行了硫酸法制取銳鈦型涂料鈦白的工業試驗。其工藝過程第一步先把硫酸與鈦渣 粉通入飽和水蒸氣中加熱至180~200°C使其反應，反應物固化后保溫熟化；第二步熟 化后的反應固體物是多孔的蜂窩狀結構，加入水進行浸出，在浸出液中加入助沉劑沉降 分離不溶固體而獲得澄清鈦液；第三步將澄清鈦液中加入硫酸銨使溶液中的鋁以銨明礬 (NH 4A1(S04)2 ? 12H20)形式沉降分離出來，脫鋁的鈦液經凈化、濃縮、水解、過濾、洗滌、鹽處 理、煅燒和粉碎等工序制取銳鈦型涂料鈦白。此工藝條件下能得到較好的酸解率，但由于所 述鈦渣含有很高的鋁，該鈦渣為原料制備的鈦液中A1 203含量高達30g/L，如進行脫鋁，沒生 產1噸鈦白要生產2~2. 5噸用途不大的銨明礬，從產生的三廢量看，由于鈦渣中SiOjP CaO含量較高，所產生的酸解殘渣量就較多，同樣生產1噸鈦白要產生450~470kg殘渣。 故此工藝無法實施。（鄧國珠，李智，肖群等.硫酸分解攀枝花新流程鈦渣制取鈦白工藝 技術研宄[J] ?稀有金屬? 1989 (1) : 15-20.)
[0010] 中國專利CN102616842A涉及一種"一種制備鈦白粉的方法"該方法第一步是將鈦 鐵物料或經預處理的鈦鐵物料與鹽酸浸取液混合后進行鹽酸浸取，獲得浸出漿料；第二步 是將得到的漿料進行固液分離，所得固體經洗滌、干燥后為高鈦鹽酸浸出渣，所述液體為浸 出母液，經分流后分別進入母液焚燒工序和鹽酸再生工序而再生為鹽酸浸取液，從而返回 第一步；第三步是將得到的高鈦鹽酸浸出渣與硫酸水溶液混合后進行酸解并保溫熟化，再 用水或稀硫酸溶解得到料將，經固液分離得到低雜質鈦液；第四步是將得到的低雜質鈦液 經氧化和有機萃取處理，以得到高純鈦液，其中經有機萃取后的有機相進行反萃，得到的發 萃余液進入第二步的鹽酸再生工序，經再生為鹽酸浸取液從而返回到第一步，此步得到的 高純鈦液與第三步的低質鈦液進行水解，從而得到偏鈦酸漿料，洗滌過濾得到低雜質偏鈦 酸固體，濾液為稀硫酸溶液。最終將低雜質偏鈦酸鹽處理和煅燒，從而得到鈦白粉。此工藝 主要存在操作步驟復雜，反應速度稍慢，未能實現產業化。
【發明內容】
[0011] 本發明要解決的技術問題是提供一種以鈦白廢酸處理鈦精礦制備富鈦料的方法。 該方法包括以下步驟：
[0012] A、球磨與配料：將鈦精礦破碎并球磨，球磨后的鈦精礦與鐵粉球磨后的鈦精礦與 鐵粉按重量比3. 8~8:1配得混合料；
[0013] B、煅燒反應：將混合料在惰性氣體保護下升溫到600~900 °C煅燒，保溫1~4小 時；
[0014] C、冷卻到常溫后，取出混合料備用；
[0015] D、酸浸：使用鈦白廢酸浸出煅燒后的混合料中鈦精礦中的雜質，浸出條件為溫度 120~150°C，時間6~9小時，得到浸出液；
[0016] E、過濾分離：浸出完成后，將浸出液進行過濾分離，過濾后的濾渣再次用水進行洗 滌過濾，再次過濾的濾渣經過干燥后即可得到富鈦料。
[0017] 其中，上述方法中的惰性氣體可以為氬氣、氮氣等常用的惰性氣體。
[0018] 其中，上述方法步驟A中鈦精礦破碎并球磨至80~200目
[0019] 其中，上述方法步驟A中鈦精礦與鐵粉按質量比4:1進行混合配料。
[0020] 其中，上述方法步驟D中使用的鈦白廢酸按質量分數計含15%~50%的硫酸。