专利名称：以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法
技术领域：
本发明涉及海绵钛的制备方法，尤其涉及一种以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法。
背景技术：
钦铁精矿是提炼钦的最主要矿物原料。现有的海绵钦制备方法以钦铁精矿为起始原料，通过还原熔炼法、氯化熔炼法、预还原盐酸浸出法或预还原硫酸浸出法得到富钛料，再以富钛料与焦炭、氯气在1000°c左右的高温条件下反应生成的四氯化钛为中间原料， 通过镁热还原法(Kroll法)或钠热还原法(Hunter法)制备海绵钛。还原熔炼法需要 170(Tl800°C的高温，使用焦炭还原后得到富钛料；氯化熔炼法需要1000°C左右的高温，使用焦炭和氯气反应后得到富钛料；预还原盐酸浸出法需要在1200°C左右的高温下，使用焦炭预还原后，再用盐酸浸取，对生成的钛酸加热脱水后得到富钛料；预还原硫酸浸出法需要在1200°C左右的高温下，使用焦炭预还原后，再用硫酸浸取，对生成的钛酸加热脱水后得到富钛料。四氯化钛通过镁热还原法(Kroll法)或钠热还原法(Hunter法)制备海绵钛的同时会产生相应的氯化盐副产物，需采用熔融电解的方式才能达到金属和氯气的分离并循环使用的目的。因此，现有的技术以四氯化钛为中间原料制备海绵钛存在工艺复杂，反应条件苛刻，设备投资要求高，生产周期较长，生产成本较高，氯气的使用不利于环保等缺点。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，发明人在中间原料的选择以及副产物的循环处理方面进行了大量的探索，预料不到地发现，以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛工艺简单，可实现副产物的循环利用，降低了生产成本并减少了环境的污染。本发明提供一种以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法，包括如下步骤
A)往钛铁精矿中加入氢氟酸，在10(T20(TC的反应条件下生成氟钛酸；涉及的主要化学反应为6HF+Ti02 = H2TiF6+2H20 ；
B)往氟钛酸中加入碳酸钠和氢氧化钠的混盐水溶液,控制PH=3 4，分离二价和三价铁的水和氧化物后，进一步添加混盐水溶液至PH=7 8，获得氟钛酸钠溶液，浓缩、结晶、漂洗得到氟钛酸钠中间原料；涉及的主要化学反应为
权利要求
1.一种以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法，其特征在于，包括如下步骤A)往钛铁精矿中加入氢氟酸，在i(KT20(rc反应生成氟钛酸；B)往氟钛酸中加入碳酸钠和氢氧化钠的混盐水溶液,控制PH=3 4，分离二价和三价铁的水和氧化物后，进一步添加混盐水溶液至PH=7 8，获得氟钛酸钠溶液，浓缩、结晶、漂洗得到氟钛酸钠中间原料；C)将干燥的氟钛酸钠放入反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至78(T100(TC，往反应器中加入铝，快速搅拌，反应4 6h，生成海绵钛和钠冰晶石；或者将金属铝放入反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至78(Tl00(rC，往反应器中加入干燥的氟钛酸钠，快速搅拌，反应4 6h，生成海绵钛和钠冰晶石；D)将熔融的液态钠冰晶石抽出，冷却后破碎与浓硫酸一起定量送入旋转反应釜中，在 40(T50(TC环境下反应，生成氟化氢气体以及硫酸钠、硫酸铝钠的固态混合物，收集氟化氢气体并溶于水得到氢氟酸水溶液；硫酸钠、硫酸铝钠的固态混合物经破碎后与氢氧化钠的水溶液混合反应，分离固体氢氧化招后得到硫酸钠的水溶液；E)所获得的氢氟酸水溶液循环至前端用于对钛铁精矿实施浸取，以达到循环制备中间原料氟钛酸钠的目的。
2.根据权利要求I所述的以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法，其特征在于所述步骤C中，铝为液态铝，以滴加的方式加入反应器中或者将干燥流动态的氟钛酸钠以可计量流动的方式加入反应器中。
3.根据权利要求I所述的以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法，其特征在于所述步骤C中，惰性气体为氩气。
全文摘要
本发明公开了一种以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法，包括步骤A)往钛铁精矿中加入氢氟酸反应生成氟钛酸；B)往氟钛酸中加入碳酸钠和氢氧化钠，获得氟钛酸钠；C)将氟钛酸钠放入反应器中，加入铝反应生成海绵钛和钠冰晶石；或者将铝放入反应器中，加入氟钛酸钠反应生成海绵钛和钠冰晶石；D)将钠冰晶石抽出，与浓硫酸送入旋转反应釜中，反应生成氟化氢气体以及硫酸钠、硫酸铝钠，收集氟化氢气体并溶于水得到氢氟酸溶液；E)所获得的氢氟酸循环至步骤A中用于对钛铁精矿实施浸取。本发明可对副产物钠冰晶石循环利用，缩短了海绵钛制备的工艺流程，降低了综合生产成本，提高了生产效率，减少了环境污染。
文档编号C01F7/54GK102586628SQ201210040658
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者余跃明, 叶清东, 周志, 杨军, 陈学敏, 陈昕旖 申请人:深圳市新星轻合金材料股份有限公司