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提高钛渣品质的新工艺研究

宫伟  
【摘要】:传统电炉冶炼钛渣过程中会产生一些品位为60%-70%的钛渣,这类钛渣因为品位较低不能直接用于氯化法钛白粉和海绵钛的生产。然而这些钛渣如果不加以利用就会造成资源的浪费。若再次直接使用电炉将这类钛渣富集到90%以上会使成本提高。若直接采用硫酸浸取这一类钛渣,远远不能得到适合氯化法生产钛白粉及生产海绵钛的高品位富钛料。所以这一类钛渣TiO2品位的提高具有非常重要的现实意义。 故本文在分析了国内外电炉冶炼钛渣制备富钛料的基础上,研究了一种提高这类钛渣品质制备富钛料的新方法,从而可以将低品位的钛渣转化成富钛料,而且还大大减少了副产物绿矾的产量。本文选用云南某地含TiO品位为71.91%的钛渣为研究对象进行试验研究,经过碱焙烧,常压酸化,水解,高温煅烧之后可得到含TiO2大于97%的富钛料,该方法也能使钛氧化物的回收率最高达到89.51%,能够满足氯化法生产钛白粉和海绵钛的原料要求。 试验目的是提高Ti02含量,同时降低钙、镁、硅、铝等杂质含量。采用化学分析、X射线衍射和扫描电镜等分析方法,对钛渣的相组成进行了研究,查明了钛渣主要由黑钛石固溶体、塔基石固溶体、硅酸盐玻璃体和游离的TiO2组成。 然后通过对焙烧温度、焙烧时间和加碱量的试验研究,得出碱焙烧阶段适宜的试验条件:钛渣与碱的混合物在925℃下焙烧3h。通过对酸度、酸化温度和酸倍比的研究,得出酸化阶段适宜的试验条件:90%的硫酸酸化后,试验样品在70℃水浴下保温1h。通过对水解温度和时间的研究,得出了水解阶段适宜的试验条件:pH为3的钛液置于沸腾水浴中保温4h。最后得到了品位较高的人造金红石:TiO2:96.98%, Fe:0.097%, CaO:0.025%,MgO:0.0042%,SiO2:0.024%,Al2O3:2.32%. 本文从环保的角度出发,为了避免存在对环境污染的液体直接排放,采用酸性和碱性废水中和的方法对废液进行处理,尽量做到无污染。


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