由低品位钛渣制备富钛料的技术研究

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目前,我国硫酸法钛白的生产主要以钛铁矿为原料,而生产过程中三废排放量大,环境污染严重。本文以低品位钛渣为原料,采用碱浸-酸洗-酸浸多段循环工艺制备富钛料。首先运用FactSage软件,对该工艺主要反应的标准吉布斯自由能变化、标准焓变和标准平衡常数进行计算,同时绘制了相关的三元E-pH图。然后研究了浓度、温度、时间和液固比等因素对富钛料品位的影响。得到如下研究结果:(1)低品位钛渣中的主要物相为:黑钛石相和钙长石相。(2)通过对该工艺主要反应的标准吉布斯自由能变化、标准焓变和标准平衡常数的热力学计算,得出该工艺的反应是可以进行的且完全反应,即碱浸-酸洗-酸浸多段循环工艺是可行的。(3)通过对 Al-Ti-H2O、Ca-Ti-H2O、Fe-Ti-H2O、Mg-Ti-H2O、V-Ti-H2O、Mn-Ti-H2O、Mg-V-H2O、Ca-V-H2O体系的三元E-pH图系统的分析得出碱浸的pH值应高于14,酸洗的pH值应低于1。且提高温度可降低碱浸的pH值,降低温度可以提高酸洗的pH值。(4)通过浸出实验研究确定较佳碱浸-酸洗-酸浸多段循环工艺的实验条件。碱浸的较佳条件为:温度为95℃,液固比为4,浓度为10%(质量分数),时间为60 min。酸洗的较佳实验条件为:温度为45℃,液固比为6,浓度2%(质量分数),时间为60 min。三段浸出后TiO2品位提高至80.49%。较佳酸浸除杂条件为:温度85℃,HCl浓度12%(质量分数),液固比为6,时间为60 min。酸浸除杂后TiO2品位提升为85.8%。酸、碱浸出液循环利用两次,可以节省358 mL的 H2O、0.36 mol 的 NaOH 和 0.06 mol 的 HCl。
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