一種凈化鈦液的方法

一種凈化鈦液的方法
【專利摘要】本發明涉及鈦液處理領域，公開了一種凈化鈦液的方法，該方法包括以下步驟：(1)在絮凝劑的存在下，將待凈化的鈦液進行第一沉降，得到第一上清液和第一泥漿；(2)將由步驟(1)得到的第一上清液進行第二沉降，得到第二上清液和第二泥漿。通過上述方法，一方面，絮凝劑的加入使得鈦液中的顆粒雜質聚集在一起，有利于其沉降、分離；另一方面，采用兩級連續沉降的方式分離顆粒雜質，在該過程中，鈦液經過第一沉降后，其中的大顆粒雜質已經被分離出去；再經過第二沉降后，可以將鈦液中的較小顆粒雜質徹底分離出去。整個過程是連續的，這不僅可以減少自然沉降過程所需的沉降池面積，而且連續沉降后的鈦液的固含量更低。
【專利說明】
一種凈化鈦液的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及鈦液處理領域，具體地，涉及一種凈化鈦液的方法。
【背景技術】
[0002]鈦液凈化是硫酸法制備鈦白粉工藝中的重要環節，其目的是將鈦液中不可溶解的雜質分離出去，是影響鈦白質量的關鍵環節。若鈦液凈化不好，固含量高，其中的雜質顆粒會在后序水解中作為晶核，導致水解形成的偏鈦酸顆粒大，分布不均勻。硫酸法鈦白制備工藝中一般采用自然沉降的方法凈化鈦液，將還原后的鈦液和絮凝劑按一定的比例同時輸送至沉降池中，自然沉降一段時間后，用栗從沉降池的上部抽走凈化后的鈦液，而沉積在沉降池底部的雜質每隔一段時間用栗送至洗渣工序。這種方法存在以下缺點:①鈦液和絮凝劑在沉降池中混合，缺乏攪拌，混合不充分，影響沉降效果;②自然沉降時間長，效果不好，凈化后的鈦液固含量高，一般多250ppm;③自然沉降不能連續運行，在清理雜質時需開啟備用的沉降池，投資大，并且設備占地面積大。
[0003]因此，急需尋找一種新的凈化鈦液的方法，以克服現有的凈化鈦液方法具有的上述缺陷。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是為了克服現有的凈化鈦液方法具有的上述缺陷，提供一種凈化鈦液的方法，該方法采用連續沉降的方式分離出鈦液中的顆粒雜質，不僅可以明顯降低鈦液中雜質的含量，還可以大大減少鈦液沉降設備的占地面積。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供一種凈化鈦液的方法，其中，該方法包括以下步驟:
[0006](I)在絮凝劑的存在下，將待凈化的鈦液進行第一沉降，得到第一上清液和第一泥漿；
[0007](2)將由步驟(I)得到的第一上清液進行第二沉降，得到第二上清液和第二泥漿。
[0008]通過上述技術方案，一方面，絮凝劑的加入使得鈦液中的顆粒雜質聚集在一起，有利于其沉降、分離;另一方面，采用兩級連續沉降的方式分離顆粒雜質，在該過程中，鈦液經過第一沉降后，其中的大顆粒雜質已經被分離出去;再經過第二沉降后，可以將鈦液中的較小顆粒雜質徹底分離出去。整個過程是連續的，這不僅可以減少自然沉降過程所需的沉降池面積，而且連續沉降后的鈦液的固含量更低，具體地，可以低至130mg/L以下。
[0009]本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0010]以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0011]在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
[0012]本發明提供了一種凈化鈦液的方法，其中，該方法包括以下步驟:
[0013](I)在絮凝劑的存在下，將待凈化的鈦液進行第一沉降，得到第一上清液和第一泥漿；
[0014](2)將由步驟(I)得到的第一上清液進行第二沉降，得到第二上清液(S卩，凈化的鈦液)和第二泥漿。
[0015]根據本發明，在步驟(I)中，所述第一沉降的條件可以包括:沉降時間為90-240min，沉降溫度為50-80 V ；優選地，沉降時間為90_200min，沉降溫度為40-60 V。
[0016]在步驟(I)中，可以根據沉降時間調整第一上清液的進料速度和第一泥漿的排出速度。
[0017]根據本發明，在步驟(I)中，所述第一沉降可以在本領域常規使用的設備中進行，在優選的情況下，所述第一沉降在沉降池I中進行;更優選地，所述沉降池I的底部為錐形，坡度為8-15° ;進一步優選地，所述沉降池I的底部的坡度為8-12°。在本發明中，“坡度”指的是沉降池的底面(錐形母線)與豎直方向形成的銳角。
[0018]根據本發明，所述方法還包括:在待凈化的鈦液進行第一沉降之前，在絮凝劑的存在下，對所述待凈化的鈦液進行攪拌;在優選的情況下，所述攪拌的條件包括:攪拌的速度為 5-80rpm，時間為 20_60min。
[0019]根據本發明，對絮凝劑的用量沒有特別的要求，優選情況下，相對于IL的待凈化的鈦液，所述絮凝劑的用量為1-1OOmg，更優選為20-100mg。
[0020]在本發明中，本發明對所述絮凝劑的使用形式沒有特別的限定，可以為本領域的常規選擇，例如，絮凝劑可以以純絮凝劑和/或溶液的形式使用，優選地，所述絮凝劑以溶液的形式使用，所述絮凝劑的溶液的濃度為0.01-0.5重量％，更優選為0.05-0.1重量％。
[0021]根據本發明，所述絮凝劑可以為聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、改性的聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉和聚丙烯酸鈣中的一種或多種(兩種或兩種以上)；優選為聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、改性的聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉中的一種或多種。在本發明的一種實施方式中，所述絮凝劑含有改性聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉，其中，所述改性聚丙烯酸與聚丙烯酸鈉的重量比可以為2-4:1。
[0022]在本發明中，所述改性的聚丙烯酸可以為本領域的常規選擇，例如，可以為常規的各種由陽離子聚丙烯酸、陰離子聚丙烯酸、氨甲基化聚丙烯酸和磺甲基化聚丙烯酸中的一種或多種。
[0023]根據本發明，在步驟(2)中，所述第二沉降的條件可以包括:沉降時間為60-300min，沉降溫度為50-80 V ；優選地，沉降時間為90_200min，沉降溫度為40-60 V。
[0024]在步驟(2)中，可以根據沉降時間調整第一上清液的進料速度和第二泥漿的排出速度。
[0025]根據本發明，所述第二沉降可以在本領域常規使用的設備中進行，在優選的情況下，所述第二沉降在沉降池II中進行；更優選地，所述沉降池II的底部為錐形，坡度為8-15° ;進一步優選地，所述沉降池II的底部的坡度為8-12°。沉降池I與沉降池II的坡度可以相同或不同。
[0026]在本發明的一種優選的實施方式中，所述方法具體包括以下步驟:
[0027](I)在絮凝劑的存在下，連續將待凈化的鈦液經沉降池I的入口加入至沉降池I中，進行第一沉降，得到第一上清液和第一泥漿；
[0028](2)所述第一泥漿經位于沉降池I底部的出口排出，所述第一上清液經位于沉降池I上端的溢流口被輸送至沉降池II的入口而進入沉降池II，進行第二沉降，得到第二上清液和第二泥漿；
[0029](3)所述第二泥漿經位于沉降池II底部的出口排出，所述第二上清液經位于沉降池11上端的溢流口被輸送至后續工序。
[0030]優選地，沉降池I上端的溢流口與沉降池II的入口經管道相連通;沉降池II上端的溢流口與后續工序經管道相連通。
[0031]更優選地，沉降池I的入口位于沉降池I的下端;沉降池II的入口位于沉降池II的下端。沉降池I的入口位置與沉降池II的入口位置可以相同或不同。
[0032]進一步優選地，沉降池I底部的出口與沉降池II底部的出口經管道相連通，經沉降池I底部的出口排出的第一泥漿與經沉降池II底部出口排出的第二泥漿經管道一起被輸送至洗渣工序。
[0033]在本發明中，所述后續工序包括鈦液的結晶和/或濃縮工序。
[0034]在本發明的優選實施方式中，通過連續將待凈化的鈦液引入沉降池1、將第一上清液弓I入沉降池I1、連續引出第二上清液、第一泥楽和第二泥楽可以實現鈦液的連續凈化，使得整個工藝更加流暢。
[0035]根據本發明，以二氧化鈦計，所述待凈化的鈦液中鈦的含量為100-160g/L。具體地，所述待凈化的鈦液為鈦精礦粉和/或鈦渣粉經過酸解和還原過程后所得的含鈦溶液。本發明所述的方法可以用于處理含有各種成分的待凈化的鈦液，在優選的情況下，本發明所述的待凈化的鈦液中含有未酸解完全的鈦精礦粉和/或鈦渣粉110-300mg/L、硫酸鈣40-120mg/L、硫酸氧鈦(以 T12 計)100-160g/L、硫酸亞鐵 250-450g/L、硫酸 180-350g/L 以及可能存在的不可避免的雜質。
[0036]優選地，所述待凈化的鈦液的固含量為1500mg/L以上。
[0037]在本發明中，本發明所述的固含量是指單位體積溶液中的固體雜質的重量。
[0038]更優選地，所述第一上清液的固含量為200_500mg/L;
[0039]進一步優選地，所述第二上清液的固含量為150mg/L以下。
[0040]以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。以下實施例中，在沒有特別說明的情況下，本發明所使用的各種原料均為市售品。
[0041 ] 實施例1
[0042]本實施例用于說明采用本發明提供的方法凈化鈦液。
[0043]用去離子水將絮凝劑聚合氯化鋁配制成質量分數為0.05%的水溶液。將上述配制好的絮凝劑加入待凈化的鈦液(鈦精礦粉經過酸解和還原過程后所得的鈦液，其中，以二氧化鈦計，所述待凈化的鈦液中鈦的含量為130g/L，固含量為2200mg/L)，相對于IL的待凈化的鈦液，絮凝劑的用量為10mg，攪拌均勻，攪拌速度為20rpm，時間為30min。攪拌均勻的鈦液用栗經位于沉降池I下端的入口連續輸送至沉降池I的底部(底部為錐形，坡度為10°)，于50°C下，按停留時間為ISOmin控制待凈化的鈦液的進料速度和第一泥漿的排出速度，得到第一上清液和第一泥漿。經煅燒灰分方法檢測，第一上清液的固含量為400mg/L。
[0044]然后，將第一上清液從沉降池I的上端溢流口輸出，第一泥漿經沉降后從沉降池I底部的出口流出。從沉降池I上端溢流口輸出的第一上清液經管道由位于沉降池II下端的入口輸送至沉降池Π的底部(底部為錐形，坡度為10°)，于50°C下，按停留時間為90min控制第一上清液的進料速度和第二泥漿的排出速度，得到第二上清液和第二泥漿。第二上清液從位于沉降池Π上端的溢流口輸出，經管道輸送至后序工序。沉降池Π中的第二泥漿從底部的出口流出，與沉降池I中的第一泥漿一起被輸送至洗渣工序處理。經檢測，第二上清液的固含量為105mg/L。
[0045]實施例2
[0046]本實施例用于說明采用本發明提供的方法凈化鈦液。
[0047]用去離子水將絮凝劑聚丙烯酰胺配制成質量分數為0.05%的水溶液。將上述配制好的絮凝劑加入待凈化的鈦液(同實施例1)，相對于IL的待凈化的鈦液，絮凝劑的用量為2Omg，攪拌均勾，攪拌速度為5rpm，時間為60min。攪拌均勾的鈦液用栗經位于沉降池I下端的入口連續輸送至沉降池I的底部(底部為錐形，坡度為12°)，于40°C下，按停留時間為90min控制待凈化的鈦液的進料速度和第一泥漿的排出速度，得到第一上清液和第一泥漿。經煅燒灰分方法檢測，第一上清液的固含量為267mg/L。
[0048]然后，將第一上清液從沉降池I的上端溢流口輸出，第一泥漿經沉降后從沉降池I底部的出口流出。從沉降池I上端的溢流口輸出的第一上清液經管道由位于沉降池II下端的入口輸送至沉降池Π的底部(底部為錐形，坡度為8°)，于40°C下，按停留時間為200min控制第一上清液的進料速度和第二泥漿的排出速度，得到第二上清液和第二泥漿。第二上清液從位于沉降池Π上端的溢流口輸出，經管道輸送至后序工序。沉降池Π中的第二泥漿從底部的出口流出，與沉降池I中的第一泥漿一起被輸送至洗渣工序處理。經檢測，第二上清液的固含量為80mg/L。
[0049]實施例3
[0050]本實施例用于說明采用本發明提供的方法凈化鈦液。
[0051]用去離子水將絮凝劑聚丙烯酸配制成質量分數為0.05%的水溶液。將上述配制好的絮凝劑加入待凈化的鈦液(同實施例1)，相對于IL的待凈化的鈦液，絮凝劑的用量為50mg，攪拌均勾，攪拌速度為80rpm，時間為20min。攪拌均勾的鈦液用栗經位于沉降池I下端的入口連續輸送至沉降池I的底部(底部為錐形，坡度為15°)，于60°C下，按停留時間為120min控制待凈化的鈦液的進料速度和第一泥漿的排出速度，得到第一上清液和第一泥漿。經煅燒灰分方法檢測，第一上清液的固含量為500mg/L。
[0052]然后，將第一上清液從沉降池I的上端溢流口輸出，第一泥漿經沉降后從沉降池I底部的出口流出。從沉降池I上端的溢流口輸出的第一上清液經管道由位于沉降池II下端的入口輸送至沉降池Π的底部(底部為錐形，坡度為8°)，于60°C下，按停留時間為ISOmin控制第一上清液的進料速度和第二泥漿的排出速度，得到第二上清液和第二泥漿。第二上清液從位于沉降池Π上端的溢流口輸出，經管道輸送至后序工序。沉降池Π中的第二泥漿從底部的出口流出，與沉降池I中的第一泥漿一起被輸送至洗渣工序處理。經檢測，第二上清液的固含量為100mg/L。
[0053]實施例4
[0054]本實施例用于說明采用本發明提供的方法凈化鈦液。
[0055]用去離子水將絮凝劑陽離子聚丙烯酸與聚丙烯酸鈉混合物配制成質量分數為
0.05%的水溶液，其中改性聚丙烯酸與聚丙烯酸鈉的質量比為3:1。將上述配制好的絮凝劑加入待凈化的鈦液(同實施例1)，相對于IL的待凈化的鈦液，絮凝劑的用量為30mg，攪拌均勾，攪拌速度為30rpm，時間為40min。攪拌均勾的鈦液用栗經位于沉降池I下端的入口連續輸送至沉降池I的底部(底部為錐形，坡度為12°)，于50°C下，按停留時間為200min控制待凈化的鈦液的進料速度和第一泥漿的排出速度，得到第一上清液和第一泥漿。經煅燒灰分方法檢測，第一上清液的固含量為460mg/L。
[0056]然后，將第一上清液從沉降池I的上端溢流口輸出，第一泥漿經沉降后從沉降池I底部的出口流出。從沉降池I上端的溢流口輸出的第一上清液經管道由位于沉降池II下端的入口輸送至沉降池Π的底部(底部為錐形，坡度為10°)，于50°C下，按停留時間為60min控制第一上清液的進料速度和第二泥漿的排出速度，得到第二上清液和第二泥漿。第二上清液從位于沉降池Π上端的溢流口輸出，經管道輸送至后序工序。沉降池Π中的第二泥漿從底部的出口流出，與沉降池I中的第一泥漿一起被輸送至洗渣工序處理。經檢測，第二上清液的固含量為130mg/L。
[0057]實施例5
[0058]本實施例用于說明采用本發明提供的方法凈化鈦液。
[0059]按照與實施例1相同的方法凈化鈦液，其中，所不同的是將絮凝劑聚合氯化鋁與待凈化的鈦液在進入沉降池前未進行攪拌混合，直接將其用栗經位于沉降池I下端的入口連續輸送至沉降池I的底部，得到第一上清液和第二上清液。經檢測，第一上清液的固含量為300mg/L，第二上清液的固含量為105mg/L。
[0060]對比例I
[0061]用去離子水將絮凝劑聚合氯化鋁配制成質量分數為0.05%的水溶液。將上述配制好的絮凝劑加入待凈化的鈦液(同實施例1)，相對于IL的待凈化的鈦液，絮凝劑的用量為
IOOmg，攪拌均勾，攪拌速度為20rpm，時間為30min。攪拌均勾的鈦液用栗經入口輸送至沉降池(同實施例1的沉降池I)的底部，于50°C下，停留時間為270min，沉降后得到上清液和泥漿。經煅燒灰分方法檢測，上清液的固含量為420mg/L。
[0062]對比例2
[0063]按照實施例1所述方法進行鈦液凈化處理，其中，所不同的是待凈化的鈦液中未加入絮凝劑聚合氯化鋁，得到第一上清液和第二上清液。經檢測，第一上清液的固含量為670mg/L，第二上清液的固含量為400mg/L。
[0064]通過上述實施例1-5可以看出，一方面，絮凝劑的加入使得鈦液中的顆粒雜質聚集在一起，有利于其沉降、分離;另一方面，采用兩級連續沉降的方式分離顆粒雜質，在該過程中，鈦液經過第一沉降后，其中的大顆粒雜質已經被分離出去;再經過第二沉降后，可以將鈦液中的較小顆粒雜質徹底分離出去。整個過程是連續的，這不僅可以減少自然沉降過程所需的沉降池面積，而且連續沉降后的鈦液的固含量更低，具體地，可以低至130mg/L以下。
[0065]特別地，對比例I在與實施例1的沉降池I相同的沉降池中進行一次沉降，雖然沉降時間與實施例1的總沉降時間相同，但是，沉降后鈦液的固含量仍較高，在420mg/L以上;并且對比例I所用方法不能連續進行，在清理沉降池的雜質時需要開啟備用的沉降池，導致沉降成本較高且設備的占地面積較大，由于具有上述缺陷，限制了對比例I所示方法的工業應用。
[0066]以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0067]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0068]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【主權項】
1.一種凈化鈦液的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)在絮凝劑的存在下，將待凈化的鈦液進行第一沉降，得到第一上清液和第一泥漿； (2)將由步驟(I)得到的第一上清液進行第二沉降，得到第二上清液和第二泥漿。2.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述第一沉降的條件包括:沉降時間為90-240min，沉降溫度為50-80°C。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述第一沉降在沉降池I中進行;優選地，所述沉降池I的底部為錐形，坡度為8-15°。4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括:在待凈化的鈦液進行第一沉降之前，在絮凝劑的存在下，對所述待凈化的鈦液進行攪拌； 優選地，所述攪拌的條件包括:攪拌的速度為5-80rpm，時間為20_60min。5.根據權利要求1或4所述的方法，其中，相對于IL的待凈化的鈦液，所述絮凝劑的用量為1-1OOmg; 優選地，所述絮凝劑以溶液的形式使用，所述絮凝劑的溶液的濃度為0.01-0.5重量％，更優選為0.05-0.1重量％。6.根據權利要求1、4和5中任意一項所述的方法，其中，所述絮凝劑為聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、改性的聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉和聚丙烯酸鈣中的一種或多種。7.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述第二沉降的條件包括:沉降時間為60-300min，沉降溫度為40-60°C。8.根據權利要求1或7所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述第二沉降在沉降池II中進行;優選地，所述沉降池II的底部為錐形，坡度為8-15°。9.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，以二氧化鈦計，所述待凈化的鈦液中鈦的含量為100-160g/L; 優選地，所述待凈化的鈦液的固含量為1500mg/L以上； 優選地，所述第一上清液的固含量為200-500mg/L; 優選地，所述第二上清液的固含量為150mg/L以下。10.根據權利要求1所述的方法，該方法包括以下步驟: (1)在絮凝劑的存在下，連續將待凈化的鈦液經沉降池I的入口加入至沉降池I中，進行第一沉降，得到第一上清液和第一泥漿； (2)所述第一泥漿經位于沉降池I底部的出口排出，所述第一上清液經位于沉降池I上端的溢流口被輸送至沉降池II的入口而進入沉降池II，進行第二沉降，得到第二上清液和第二泥漿； (3)所述第二泥漿經位于沉降池II底部的出口排出，所述第二上清液經位于沉降池II上端的溢流口被輸送至后續工序。
【文檔編號】C02F1/52GK106075963SQ201610563077
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月18日
【發明人】李禮, 吳健春, 杜劍橋, 王斌, 吳小平
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司