专利名称：从含钛组合物中回收二氧化钛的方法
技术领域：
本发明涉及从例如矿石的含二氧化钛组合物中回收二氧化钛的方法。
TiO2市场的稳定增长，以及对用于直接氯化或制造合成金红石的高等级矿石需求的增长，使得现有钛铁矿和天然金红石的供应正处于压力之中。新的海沙/沉积矿质量不一，并且其中的许多种矿石不适于使用现有商业化方法进行精选和选矿(Nameny，“TiO2原料工业中的挑战与机遇”，AJM全球矿砂勘探与投资会议，墨尔本，2003)。
由于地质学上的相近性，多数TiO2矿石具有高浓度的锆石和独居石。原料中的锆石和独居石杂质降低了原料的市场价值。锕系元素和镧系元素杂质会引发操作上的问题(例如高的氯消耗或粘床(sticky bed))，并产生含有高浓度锕系元素、镧系元素及其它重金属的有害废料。由于许多国家严格的环境法规，颜料工业中上述有害废料的处理和处置已成为使废料处理及管理成本升高的主要问题。
TiO2矿石的常规选矿方法有a)物理方法，例如用于分离磁铁矿、独居石、锆石和其它含硅脉石的重力、磁力以及电力分离方式；和b)化学方法，即主要用于去除铁(Becher，Benilite，Austpac)的酸沥滤和形成TiO2矿渣(高温还原)。
然而，这些方法需要高质量的钛铁矿矿石。如用于低等级/高放射性的TiO2矿石的选矿，不利杂质(critical impurity)的含量在最终产物中就会很高，所述不利杂质的例子包括，例如Cr2O3、V2O5、Nb2O5(降低颜料性能)，以及CaO和SiO2(产生例如粘床的操作性问题)。另外，TiO2相(假金红石、钛铁矿、锐钛矿)中的溶质杂质(Fe、Nb、U、Th、Ce)存留在原料中并最终进入颜料制造工艺(氯化或硫酸化(sulphatation))的废料流中。造渣工艺(用于颜料生产的原料的主要来源)仅分离出氧化铁，多数其它杂质进入如TiO2矿渣的原料中。造渣工艺还因其高能量消耗及温室气体排放而面临不确定性。
考虑到TiO2矿石来源(沉积矿)的改变以及与废料处理有关的环境方面的考虑，需要一种更为环境所接受的方法来进行TiO2的选矿。已进行了多种研究，涉及使用苏打煅烧钛铁矿，主要是在还原气氛中与碳一起进行煅烧(提取冶金学手册，Fathi Habashi编，Vol.II，Wiley-VCH出版，柏林，1997)。然而，该技术中TiO2的收率不是很高(＜90重量％)。该方法的主要缺点是铁既未以金属形式分离出来，也未生成可沥滤的产物(提取冶金学手册[supra])。已对氧化碱煅烧技术(oxidative alkaliroasting techniques)进行了有限的研究。然而，TiO2的收率及分离出的锕系元素和镧系元素低于氯化所需要的水平(US-A-6346223)。
本发明寻求通过将煅烧和选择性沥滤步骤结合使用来对含二氧化钛的组合物(例如低等级或高放射性的TiO2矿石)的选矿进行改进。具体来说，本发明涉及用于从钛铁(titaniferrous)沉积岩中分离非镧系元素(例如Fe、Ca、Si、V和Cr)、镧系前元素(pre-lanthanide)(例如Zr和Nb)、镧系元素(例如Ce和Nd)以及锕系元素(例如U和Th)杂质的方法。
从第一个方面看，本发明提供一种从含二氧化钛的组合物中回收二氧化钛产物的方法，包括如下步骤(a)向含二氧化钛的组合物中加入一种或多种碱盐(alkali salt)以及至少一种含氧化铝的原料以及一种含氧化钙的原料来生产进料；(b)氧化煅烧进料以生产经煅烧的物料；以及(c)从经煅烧的物料中回收二氧化钛产物。
本发明的方法可成功地精选多种含二氧化钛的组合物，并生产直接用于颜料生产(氯化和硫酸化)的高纯度的二氧化钛产品(优选合成金红石)。通过在含氧化铝原料或含氧化钙原料存在的情况下进行煅烧，本发明的方法可达到对高浓度氧化铁、镧系元素以及锕系元素杂质的完全、有效和经济的分离，否则，所述杂质会进入颜料生产的原料中。添加含氧化铝的原料或含氧化钙的原料不仅有助于去除锆石和独居石矿物，还有助于去除存在于TiO2相(金红石、假金红石、板钛矿等)晶格中的镧系元素和锕系元素杂质(溶质)。在某些实施方案中，本方法还将含金属有用物质(metal values)回收为具有附加值的副产品以及碱盐，从而显著降低了废料量及原材料(即碱盐和氧化铝)的用量，所述原材料可循环使用，使得本方法在经济上可行。
“含二氧化钛的组合物”是指含有二氧化钛(TiO2)的化合物形式的金属氧化物类物质的混合物。含二氧化钛的组合物可以是合成的或(优选)天然的，例如粉末、矿石或矿物或其混合物。优选的为富含钛的材料，例如矿石(例如钛铁矿、锐钛矿、钛铁矿海砂、低等级钛铁矿渣、天然金红石或钙钛矿)。优选的是钛铁混合物，其包含至少一种含铁物质，例如亚铁类或三价铁类的物质(优选氧化铁，例如FeO、Fe2O3或Fe3O4)。钛铁混合物还可包含氧化铝或二氧化硅。含二氧化钛的组合物可以是氯化或硫酸化法的残留物。
优选地，所述矿物矿石选自钛铁矿、锐钛矿和钙钛矿。
优选地，所述矿物矿石是钛铁矿和钙钛矿的混合物。
优选地，一种或多种碱盐是指一种或多种碱金属或碱土金属盐。优选地，一种或多种碱盐是一种或多种IA族或IIA族金属的碳酸盐、氢氧化物(hydroxides)、碳酸氢盐、硫酸盐或其混合物。例如，一种或多种碱盐可选自Na2CO3、K2CO3、Na2SO4、K2SO4、NaOH、NaHSO4、KHSO4、KHCO3、NaHCO3和KOH。优选钠和/或钾的碳酸盐。碱盐的量可根据存在于组合物(例如矿石)中的TiO2、Fe2O3、Al2O3、SiO2和P2O5形成碱性化合物(alkalicompounds)所需的量算出。
优选地，步骤(a)包括向含二氧化钛的组合物中加入一种或多种碱盐，同时加入含氧化铝的原料以及含氧化钙的原料。
步骤(b)可在空气或其它氧源中、在500℃至1000℃的温度范围内进行，优选700℃至975℃，更优选700℃至875℃(例如约800℃)。步骤(b)可在常规的旋转窑或回转床式炉中进行。步骤(b)可进行一段适当的时间(例如120分钟)。
步骤(b)通常形成碱金属钛酸盐以及复合氧化物盐。
步骤(a)通常包括将一种或多种碱盐，以及至少一种含氧化铝的原料和含氧化钙的原料与含二氧化钛的组合物混合(例如均匀混合)以生产进料。含氧化铝的原料和含氧化钙的原料可受控地添加至含二氧化钛的组合物中。
优选地，进料中含氧化铝的原料(例如氧化铝)占二氧化钛组合物的5至30重量％，优选占二氧化钛组合物的10至25重量％，更优选占二氧化钛组合物的15至22重量％(例如约20重量％)。进料中含氧化铝的原料的精确用量通常是根据含二氧化钛的组合物和碱盐之比、液相的构成和多种杂质(主要为氧化铁、硅酸盐和磷酸盐)的浓度而定。含氧化铝的原料可以是氧化铝、氢氧化铝、含Al2O3的粘土或其混合物。也可使用铝酸盐(例如NaAlO2)。步骤(b)中，氧化铝与含二氧化钛的组合物中的其它脉石相一起与碱盐反应并形成复合氧化物相(例如Na-Al-Si-M-O相)，所述复合氧化物提高例如铁酸钠的铁酸盐的溶解性和稳定性。因此，该复盐相有助于从含二氧化钛的组合物中分离出氧化铁。
含氧化钙的原料可以是石灰(即CaO或Ca(OH)2)、氧化钙(例如方解石)或其混合物。优选地，进料中含氧化钙的原料(例如CaO)占二氧化钛组合物的0.1至5重量％，优选占二氧化钛组合物的1至4重量％，更优选占二氧化钛组合物的2至3重量％。含氧化钙的原料是根据形成钙钛矿以及TiO2和ZrO2的烧绿石型相所需添加的，所述TiO2和ZrO2的烧绿石型相可溶解高浓度的，特别是稀土元素REEs(例如U或Th)和Nb(De Hoog等人，矿物学杂志，61，721-725，1997)。步骤(b)中，CaO与TiO2和锆石矿物反应并形成多种Ca-Na-Ti-M-O化合物，例如钙钛矿(CaTiO3)、钛锆钍矿[(Ca，Fe，Y，Th)2(Fe，Ti，Nb)3Zr2O7]和hiarneite[(Ca，Mn，Na)2(Zr，Mn)5(Sb，Ti，Fe)2O16]，这可以有利地吸收独居石和锆石矿物中大多数的镧系元素和锕系元素杂质。富TiO2相中的溶质杂质朝着形成于TiO2颗粒表面的CaTiO3向外扩散。
步骤(c)可包括(c1)向经煅烧的物料中添加含水介质以产生水溶液和基本不溶性的残留物。
含水介质可以是水或碱溶液(例如稀释的碱溶液)。通常使用高温的水。热水可以在70至90℃的温度范围内。步骤(c1)可以在热水中进行20至200分钟，优选25至100分钟(例如40分钟)。
步骤(c1)中，水溶性的碱化合物(alkali compound)可溶于水溶液中，所述碱化合物包括例如金属(例如钠)的铝酸盐、硅酸盐、铬酸盐、钒酸盐和磷酸盐。可反复添加含水介质以洗涤基本不溶的残留物(通常直至洗液的pH值达到约7)。
优选地，步骤(c1)包括(c1a)向经煅烧的物料添加高温的水以产生水溶液和基本不溶的残留物；(c1b)向水溶液添加碱源以提高精细沉淀(fine precipitate)的选择性分离。
所述精细沉淀通常包含含二氧化钛的组合物(例如矿石)的细小颗粒以及复合碱金属盐(例如Na-Al-Si-Fe-M-O)的成分，所述复合碱金属盐的成分由于其有限的溶解度而沉淀为Fe、Nb、Al或稀土元素(例如U和Th)的氧化物或氢氧化物。所述精细沉淀可通过使用例如过滤的标准技术从水溶液中分离。
碱源优选为铵盐，例如碳酸铵、硫酸铵、硫酸氢铵或碳酸氢铵。通常，添加最高至5重量％的铵盐以优化沉淀动力学(precipitationkinetics)。
优选地，本方法还包括(d)从所述精细沉淀中回收含金属有用物质。
在步骤(d)中，含金属有用物质可选自含氧化铝的物料(例如氧化铝)、含氧化钙的物料(例如CaO)和金属氧化物(例如Fe2O3的氧化铁或例如Nb2O5的氧化铌)。
优选地，本方法还包括(e)从水溶液中回收含金属有用物质。
在步骤(e)中，含金属有用物质可选自碱盐、含氧化铝的物料(例如氧化铝)、含氧化钙的物料(例如CaO)、V2O5、Fe2O3和Cr2O3。也可回收Nb、Ta、Zr和稀土元素的氧化物(例如NbO、ZrO2、U3O8、UO2、UO3、ThOx)。
优选地，步骤(e)包括(e1)酸化所述水溶液。
步骤(e1)可通过添加弱酸得以完成。通常，该酸为无机酸(例如选自氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸、酸性氧化物，及其混合物的无机酸)。步骤(e1)可通过采用有机弱酸而更好地被控制，所述有机弱酸包括例如甲酸、草酸或乙酸和/或CO2。优选酸性氧化物，尤其优选二氧化碳。例如，步骤(e1)可以包括将CO2气体鼓泡通过(或将草酸加入)水溶液。添加弱酸和/或CO2可提供对pH值的精确控制，以选择性沉淀氧化物。酸和CO2的使用还有助于沉淀的粗化动力学(coarseningkinetics)，并因此降低粗残留物中杂质氧化物小颗粒在富含TiO2的较粗颗粒中的积留。
通过步骤(d)和步骤(e)中将含金属有用物质回收为具有附加值的副产品和碱盐，降低了废料量和原材料(即碱金属碳酸盐和氧化铝)的用量，使得本方法在经济上可行。
本发明的步骤(c)优选还包括(c2)酸沥滤基本不溶的残留物，以生产酸沥出物和基本由二氧化钛组成的固体残留物。
步骤(c2)可在酸溶液中进行，优选无机酸溶液(例如2-10％的无机酸(例如HCl、HNO3或H2SO4)溶液)。合适的酸的实例为5％的HCl。优选地，酸处于高温(例如70-90℃)。步骤(c2)可进行5至200分钟，优选5至100分钟(例如10分钟)。酸的浓度以及固体与液体的比例通常基于步骤(c1)中基本不溶的残留物中Fe2O3、SiO2和CaO化合物的不溶盐的量。所述固体残留物可通过例如过滤的标准技术从酸沥出物中分离。
步骤(c2)中，特别是Nb、Zr和稀土元素(例如U和Th)的可溶于酸的盐可溶于酸沥出物。碱金属钛酸盐被分解为TiO2。可反复添加稀酸(并且之后可选添加水)以洗涤固体残留物。
优选地，步骤(c2)包括(c2a)从酸沥出物中回收含金属有用物质。
步骤(c2a)中，含金属有用物质可选自酸性化合物、碱性化合物和氧化物。具体实例为ZrO2、Nb2O5和Th/UO2。
步骤(c2)后的固体残留物通常是富含TiO2的，可含有87重量％或更多的TiO2(取决于步骤(e1)产生的氧化物的纯度(fineness))，优选87-95重量％。可进行固体残留物的进一步提纯(例如通过电解提纯技术或煅烧)。煅烧可采用碱金属硫酸氢盐和碳酸氢盐(alkalibisulphate and bicarbonate)进行，以进一步降低铁、铝、二氧化硅、磷酸盐、镧系元素和锕系元素的含量以生产更白等级的合成金红石。
所述固体残留物的提纯和附聚可形成具有所需纯度和颗粒尺寸分布的合成金红石。优选地，步骤(c)还包括(c3)将碱硫酸氢盐和/或碳酸氢盐与至少一部分固体残留物一起煅烧，以生产煅烧物。
优选地，步骤(c3)在空气或其它氧源中、在例如200-400℃的低温下(例如约300℃)进行1至4小时。优选的碱硫酸氢盐为NaHSO4和/或KHSO4。通常，NaHSO4或KHSO4与固体残留物的比例为约1∶1。步骤(c3)通常进行1小时。
优选地，本方法的步骤(c)还包括(c4)使用水沥滤煅烧物以生产二氧化钛产物。
步骤(c4)中通常使用高温的水。热水的温度在70至90℃的范围。步骤(c4)可在热水中进行20至200分钟，优选25至100分钟(例如30分钟)。二氧化钛产物可通过例如过滤的标准方法从水沥滤物中分离出来。可反复添加水和可选的稀酸溶液以洗涤煅烧物(通常直至洗液的pH值达到约7)。
二氧化钛产物优选为合成金红石的形式。本发明的方法可以获得95重量％或更高纯度的TiO2(合成金红石)。
二氧化钛产物可含有7.5重量％或更少的Fe2O3，优选含有6.5重量％或更少，更优选含有2重量％或更少的Fe2O3。
二氧化钛产物可含有2.0重量％或更少的Al2O3，优选含有1.5重量％或更少，更优选含有0.9重量％或更少的Al2O3。
二氧化钛产物可含有1.5重量％或更少的SiO2，优选含有1重量％或更少，更优选含有0.75重量％或更少，尤其优选含有0.1重量％或更少的SiO2。
二氧化钛产物可含有250ppm或更少的U，优选含有200ppm或更少，更优选含有155ppm或更少，尤其优选含有50ppm或更少的U。
二氧化钛产物可含有750ppm或更少的Th，优选含有600ppm或更少，更优选含有580ppm或更少的Th。
二氧化钛产物可含有5500ppm或更少的Zr，优选含有2500ppm或更少，更优选含有1000ppm或更少的Zr。
现将通过参考以下实施例和附图，以非限制性的形式描述本发明，其中
图1表示根据本发明方法的实施方案的TiO2矿石选矿流程图。
图2为经本发明方法的实施方案处理后的锐钛矿矿石的显微照片。
图3为经本发明方法的实施方案处理后的钛铁矿中金红石颗粒的微结构。
实施例I来自澳大利亚的钛铁矿矿石在示于图1的本发明的实施方案中，钛铁矿矿石的选矿包括以下步骤A.将钛铁矿矿石1(成分分析列于表1中)与碱金属碳酸盐(钠或钾)2、氧化铝(矿石的20重量％)和CaO(矿石的3重量％)3均匀混合以生产进料4。
B.在空气中、950℃下将进料4煅烧120分钟以生产经煅烧的物料。
C.以80℃的热水沥滤经煅烧的物料40分钟。过滤溶液，沥滤并反复洗涤固体粗残留物7，直至滤出物8的pH值降至7。
D.矿石颗粒，以及尤其是Fe、Al、Nb、U、Th和稀土元素的氢氧化物的精细沉淀6在洗涤和沥滤过程中形成，并被过滤分离出来。为了精细沉淀的分离和粗化，溶液的pH值可通过添加铵盐A来控制。精细沉淀6用于含金属有用物质的回收R1，所述含金属有用物质包括例如回收的添加剂3a和副产物20(例如Fe2O3、Nb2O5)。
E.碱盐、氧化铝、氧化铁/氢氧化铁以及其它含金属有用物质通过CO2气体鼓泡和/或加入有机酸B从步骤C沥滤物8中回收R2。
F.以5％的HCl溶液9在70℃将步骤C的固体粗残留物7处理10分钟。过滤溶液9，并先以稀酸溶液再以水充分洗涤固体残留物11以去除所有杂质。
G.处理步骤F的沥滤产物10(含有特别是Nb、U、Zr和稀土元素的酸溶性盐)，以回收酸和例如ZrO2、Nb2O5和Th/UO2的副产物21(R3)。
H.将步骤F的固体残留物11在炉中干燥。产品(合成金红石)的成分分析在表1中给出。它可用于氯化，并且氯化工厂的废料22可经回收步骤R3处理。
I.步骤H的固体残留物的一部分与NaHSO4(1∶1)一起在空气中于300℃下煅烧1小时。通过对其剩余杂质的分析，可将残留物11∶NaHSO4的比例提高。
J.将步骤I经煅烧的物料用80℃的热水沥滤30分钟。过滤溶液，沥滤并反复洗涤进一步的残留物12，直至沥滤溶液的pH值降至7。
K.将步骤J的所述进一步的固体残留物12在炉中干燥。最终产品中Fe2O3、Al2O3和SiO2的浓度已分别显著降低至＜2重量％、＜0.5重量％和＜0.1重量％。因此，步骤J后的合成金红石的纯度高于95％。
总之，TiO2的纯度从未优化的步骤H中的87％提高到步骤J后的95％或更高。
表1实施例I中钛铁矿矿石和煅烧-沥滤方法的步骤H后的最终产物(合成金红石)的化学组成
图3为经碱煅烧(alkali roasting)及水沥滤后钛铁矿矿石中金红石颗粒的微结构。煅烧中添加5％(相对于矿石)的CaO，以加快作为钙钛矿相(明亮的相)的溶质杂质从金红石颗粒(灰色)中分离。
实施例II锐钛矿矿石锐钛矿矿石经过与实施例I所述相同的步骤处理。在这种情况下，不向煅烧进料中添加额外的CaO，因为约2重量％的CaO存在于矿石中。锐钛矿矿石和煅烧及沥滤步骤后的最终产物的化学分析列于表2。
表2实施例II中锐钛矿矿石和煅烧-沥滤方法后的最终产物(合成金红石)的化学组成
图2为锐钛矿矿石在850℃碱煅烧4小时后的显微照片。颗粒A的X-射线元素图(elemental map)显示出Na-Al-Fe-Si-O复合相的构成。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种从含二氧化钛的组合物中回收二氧化钛的方法，包括(a)向含二氧化钛的组合物中加入一种或多种碱盐以及一种含氧化铝的原料，以生产进料；(b)氧化煅烧所述进料以生产经煅烧的物料；以及(c)从经煅烧的物料中回收二氧化钛产物。
2.权利要求1的方法，其中含二氧化钛的组合物为矿石。
3.权利要求1或2的方法，其中含二氧化钛的组合物为钛铁混合物。
4.权利要求2的方法，其中所述矿石选自钛铁矿、锐钛矿和钙钛矿。
5.前述任一权利要求的方法，其中一种或多种所述碱盐为一种或多种Ia族或IIa族金属的碳酸盐、氢氧化物、碳酸氢盐或硫酸盐，或其混合物。
6.权利要求5的方法，其中一种或多种所述碱盐选自Na2CO3、K2CO3、Na2SO4、K2SO4、NaOH、NaHSO4、KHSO4、KHCO3、NaHCO3和KOH。
7.权利要求5或6的方法，其中一种或多种碱金属盐选自碳酸钠和碳酸钾。
8.前述任一权利要求的方法，其中步骤(a)包括向含二氧化钛的组合物中加入一种或多种碱盐以及含氧化铝的原料和含氧化钙的原料。
9.前述任一权利要求的方法，其中含氧化铝的原料选自氧化铝、氢氧化铝、含Al2O3的粘土、NaAlO3、及其混合物。
10.权利要求8的方法，其中含氧化钙的原料选自石灰、氧化钙及其混合物。
11.前述任一权利要求的方法，其中步骤(c)包括(c1)向经煅烧的物料中添加含水介质以生产水溶液和基本不溶的残留物。
12.权利要求11的方法，其中含水介质为水或碱溶液。
13.权利要求11或12的方法，其中含水介质为热水。
14.权利要求11、12或13的方法，其中步骤(c1)包括(c1a)向经煅烧的物质添加高温的水以生产水溶液和基本不溶的残留物；(c1b)向水溶液添加碱源以提高精细沉淀的选择性分离。
15.权利要求14的方法，其中所述碱源为铵盐。
16.权利要求14或15的方法，其中还包括(d)从所述精细沉淀中回收含金属有用物质。
17.权利要求16的方法，其中含金属有用物质选自含氧化铝的物料、含氧化钙的物料以及金属氧化物。
18.权利要求11至17之一的方法，其中还包括(e)从水溶液中回收含金属有用物质。
19.权利要求18的方法，其中含金属有用物质选自碱盐、含氧化铝的物料、含氧化钙的物料、V2O5、Fe2O3和Cr2O3。
20.权利要求18或19的方法，其中步骤(e)包括(e1)酸化所述水溶液。
21.权利要求20的方法，其中步骤(e1)通过添加有机弱酸得以完成。
22.权利要求21的方法，其中所述有机弱酸为甲酸、草酸或乙酸和/或CO2。
23.权利要求11至22中任一的方法，其中步骤(c)还包括(c2)酸沥滤基本不溶的残留物，以生产酸沥滤物和基本由二氧化钛组成的固体残留物。
24.权利要求16的方法，其中步骤(c2)包括(c2a)从所述酸沥滤物中回收含金属有用物质。
25.权利要求23和24之一的方法，其中所述方法的步骤(c)还包括(c3)将一种或多种碱硫酸氢盐和/或碳酸氢盐与至少一部分固体残留物一起煅烧以生产煅烧物。
26.权利要求25的方法，其中碱硫酸氢盐为NaHSO4或KHSO4。
27.权利要求25或26的方法，其特征在于所述方法的步骤(c)包括
(c4)水沥滤煅烧物以生产二氧化钛产物。
28.权利要求27的方法，其中在步骤(c4)中使用高温的水。
29.前述任一权利要求的方法，其中二氧化钛产物的纯度为95重量％或更高。
权利要求
1.一种从含二氧化钛的组合物中回收二氧化钛的方法，包括(a)向含二氧化钛的组合物中加入一种或多种碱盐，和含氧化铝的原料及含氧化钙的原料的至少之一，以生产进料；(b)氧化煅烧所述进料以生产经煅烧的物料；以及(c)从经煅烧的物料中回收二氧化钛产物。
2.权利要求1的方法，其中含二氧化钛的组合物为矿石。
3.权利要求1或2的方法，其中含二氧化钛的组合物为钛铁混合物。
4.权利要求2的方法，其中所述矿石选自钛铁矿、锐钛矿和钙钛矿。
5.前述任一权利要求的方法，其中一种或多种所述碱盐为一种或多种Ia族或IIa族金属的碳酸盐、氢氧化物、碳酸氢盐或硫酸盐，或其混合物。
6.权利要求5的方法，其中一种或多种所述碱盐选自Na2CO3、K2CO3、Na2SO4、K2SO4、NaOH、NaHSO4、KHSO4、KHCO3、NaHCO3和KOH。
7.权利要求5或6的方法，其中一种或多种所述碱盐选自碳酸钠和碳酸钾。
8.前述任一权利要求的方法，其中步骤(a)包括向含二氧化钛的组合物中加入一种或多种碱盐以及含氧化铝的原料和含氧化钙的原料。
9.前述任一权利要求的方法，其中含氧化铝的原料选自氧化铝、氢氧化铝、含Al2O3的粘土、NaAlO3，及其混合物。
10.前述任一权利要求的方法，其中含氧化钙的原料选自石灰、氧化钙，及其混合物。
11.前述任一权利要求的方法，其中步骤(c)包括(c1)向经煅烧的物料中添加含水介质，以生产水溶液和基本不溶的残留物。
12.权利要求11的方法，其中含水介质为水或碱溶液。
13.权利要求11或12的方法，其中含水介质为热水。
14.权利要求11、12或13的方法，其中步骤(c1)包括(c1a)向经煅烧的物质添加高温的水以生产水溶液和基本不溶的残留物；(c1b)向水溶液添加碱源以提高精细沉淀的选择性分离。
15.权利要求14的方法，其中所述碱源为铵盐。
16.权利要求14或15的方法，其中还包括(d)从所述精细沉淀中回收含金属有用物质。
17.权利要求16的方法，其中含金属有用物质选自含氧化铝的物料、含氧化钙的物料以及金属氧化物。
18.权利要求11至17之一的方法，其中还包括(e)从水溶液中回收含金属有用物质。
19.权利要求18的方法，其中含金属有用物质选自碱盐、含氧化铝的物料、含氧化钙的物料、V2O5、Fe2O3和Cr2O3。
20.权利要求18或19的方法，其中步骤(e)包括(e1)酸化所述水溶液。
21.权利要求20的方法，其中步骤(e1)通过添加有机弱酸得以完成。
22.权利要求21的方法，其中所述有机弱酸为甲酸、草酸或乙酸和/或CO2。
23.权利要求11至22中任一的方法，其中步骤(c)还包括(c2)酸沥滤基本不溶的残留物，以生产酸沥滤物和基本由二氧化钛组成的固体残留物。
24.权利要求16的方法，其中步骤(c2)包括(c2a)从所述酸沥滤物中回收含金属有用物质。
25.权利要求23和24之一的方法，其中所述方法的步骤(c)还包括(c3)将一种或多种碱硫酸氢盐和/或碳酸氢盐与至少一部分固体残留物一起煅烧以生产煅烧物。
26.权利要求25的方法，其中碱硫酸氢盐为NaHSO4或KHSO4。
27.权利要求25或26的方法，其特征在于所述方法的步骤(c)包括(c4)水沥滤煅烧物以生产二氧化钛产物。
28.权利要求27的方法，其中在步骤(c4)中使用高温的水。
29.前述任一权利要求的方法，其中二氧化钛产物的纯度为95重量％或更高。
全文摘要
本发明寻求通过将煅烧和选择性沥滤的步骤结合，对含二氧化钛的组合物(例如低等级或高放射性的TiO
文档编号C22B1/02GK1852864SQ200480026932
公开日2006年10月25日 申请日期2004年9月14日 优先权日2003年9月18日
发明者A·扎, V·D·泰瑟韦德卡 申请人:利兹大学