本发明属于硫酸法生产钛白粉领域，具体涉及提高钛渣酸解率的方法。
背景技术
钛白粉的生产方法主要是两种即硫酸法和氯化法，目前国内90％以上钛白粉生产方法为硫酸法。硫酸法钛白致命弱点是环保问题，如废酸、硫酸亚铁及含硫尾气等。若以钛铁矿生产钛白粉，平均每吨钛白要副产硫酸亚铁2.5t～4.0t，浓度约为20％的废酸5t～8t，酸性含硫废气15000m3～2000m3。实际上，自硫酸法钛白诞生之日起，“三废”治理就成为该工艺棘手的问题，目前世界上各个硫酸法钛白生产企业都在利用一些卓有成效的工艺和技术以减少“三废”，其中典型的代表为钛渣代替钛精矿。但连续酸解投资较大，运行和维护成本较高，因此目前国内主要以间歇酸解为主。
钛渣取代钛精矿是减少或消除副产物绿矾的根本途径，它至少具有如下优势：减少硫耗20％～30％；大大减少甚至消除副产物绿矾；提高单位设备产能约30％；减少固定投资7％。随着国家环保政策的不断完善和严格，国内硫酸法钛白粉厂改用钛渣为原料是大势所趋。但钛渣酸解的过程相比钛精矿酸解存在酸解率偏低的问题，目前钛精矿的间歇酸解率较好的水平能达到96％～97％，钛渣的间歇酸解率较好的水平为93～94％，为此酸解率仍有较大的提升空间。
目前提高钛渣酸解的手段一般通过调节酸渣比、反应酸浓度等，但受限于酸解后钛液指标控制要求及反应引发的温度控制要求等，酸解率的提高幅度有限，仍然达不到钛精矿酸解率水平或更高的酸解率水平。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是现有技术提高酸解率的能力有限，钛渣间歇酸解法酸解率有待提高。
本发明解决上述问题的技术方案是提供提高钛渣酸解率的方法，步骤包括将钛渣、98％浓硫酸、酸解助剂在搅拌条件下预混得到预混料，将预混料加入反应器，通入水或蒸汽引发反应进行酸解，酸解主反应结束后经熟化、浸出、过滤得到酸解钛液，所述酸解助剂为小分子醇类物质。
进一步的，将钛渣、98％浓硫酸预混好之后，在搅拌条件下加入酸解助剂混合得到预混料，将预混料加入反应器，通入水或蒸汽引发反应进行酸解，酸解主反应结束后经熟化、浸出、过滤得到酸解钛液，所述酸解助剂为小分子醇类物质。
其中，酸解助剂为无水乙醇、无水甲醇中的至少一种。
其中，酸解助剂的添加比例为钛渣质量的0.05％～1％。
其中，酸解助剂的混合时间为10～30min，预混料体系温度控制在≤30℃。
其中，利用夹套冷却控制预混料体系温度≤30℃。
其中，98％浓硫酸与钛渣的质量比为1.7～1.8:1。
本发明的有益效果：
本发明在钛渣硫酸法酸解过程中添加小分子醇类物质作为酸解助剂，能有效提高钛渣酸解率，间歇法酸解率在95％～96％，从而提高全流程二氧化钛收率，降低生产成本，提高钛渣应用的盈利能力；本发明操作简单，容易实施，对钛渣推广应用具有非常重要的作用。
具体实施方式
本发明提供提高钛渣酸解率的方法，步骤包括将钛渣、98％浓硫酸、酸解助剂在搅拌条件下预混得到预混料，将预混料加入反应器，通入水或蒸汽引发反应进行酸解，酸解主反应结束后经熟化、浸出、过滤得到酸解钛液，所述酸解助剂为小分子醇类物质。
酸解过程主要发生的反应有：
fetio3+3h2so4→ti(so4)2+feso4+3h2o
fetio3+2h2so4→tioso4+feso4+2h2o
小分子醇类物质的使用，能够降低钛渣酸解反应的活化能，促进反应正向进行，从而达到提高酸解率的目的。
进一步的，将钛渣、98％浓硫酸预混好之后，在搅拌条件下加入酸解助剂混合得到预混料，将预混料加入反应器，通入水或蒸汽引发反应进行酸解，酸解主反应结束后经熟化、浸出、过滤得到酸解钛液，所述酸解助剂为小分子醇类物质。
酸解助剂在钛渣、98％浓硫酸预混好之后加入，可以避免混合不均，而且提前加入酸解助剂可能造成挥发增加，造成物料损失。
其中，酸解助剂为无水乙醇、无水甲醇中的至少一种。
其中，酸解助剂的添加比例为钛渣质量的0.05％～1％。经过大量实验发现，酸解助剂的添加量需控制在合适的范围，添加量太小起不到提高酸解率的效果，添加量太大，对于间歇酸解，由于体积膨胀倍数过大，发生冒锅或炸锅等危险的概率增大，且尾气排放量将会急剧增加，酸解助剂成本增加。因此不能为了提高酸解率，而不考虑体积膨胀的因素。
其中，酸解助剂的混合时间为10～30min，预混料体系温度控制在≤30℃。控制混合体系的温度是为了避免钛渣酸解反应提前在预混槽中发生反应，从而在预混槽中结疤，容易造成预混槽发生安全事故，且预混后的浆料无法输送到酸解锅中进行有效的反应，降低了酸解率，而且温度高则酸解助剂的挥发增加，降低酸解率。
其中，利用夹套冷却控制预混料体系温度≤30℃。
其中，98％浓硫酸与钛渣的质量比为1.7～1.8:1。
对比例1
在搅拌的条件下，取98％浓硫酸173.5g、钛渣100g预混后，按照钛渣酸解工艺：反应酸浓度92％，引发温度130℃，熟化时间1.5h，熟化温度170℃，浸出温度68℃，浸出时间1.5h进行酸解，通过板框压榨分离得到酸解钛液后计算酸解率和体积膨胀情况。
实施例2
在搅拌的条件下，取98％浓硫酸173.5g、钛渣100g预混，再加入1％的无水乙醇预混20min得到预混料，利用夹套冷却控制预混料体系温度≤30℃，然后按照钛渣酸解工艺：反应酸浓度92％，引发温度130℃，熟化时间1.5h，熟化温度170℃，浸出温度68℃，浸出时间1.5h进行酸解，通过板框压榨分离得到酸解钛液后计算酸解率和体积膨胀情况。
实施例3
在搅拌的条件下，取98％浓硫酸173.5g、钛渣100g预混，再加入1％的无水甲醇预混20min得到预混料，利用夹套冷却控制预混料体系温度≤30℃，然后按照钛渣酸解工艺：反应酸浓度92％，引发温度130℃，熟化时间1.5h，熟化温度170℃，浸出温度68℃，浸出时间1.5h进行酸解，通过板框压榨分离得到酸解钛液后计算酸解率和体积膨胀情况。
实施例4
在搅拌的条件下，取98％浓硫酸173.5g、钛渣100g预混，再加入0.1％的无水乙醇预混20min得到预混料，利用夹套冷却控制预混料体系温度≤30℃，然后按照钛渣酸解工艺：反应酸浓度92％，引发温度130℃，熟化时间1.5h，熟化温度170℃，浸出温度68℃，浸出时间1.5h进行酸解，通过板框压榨分离得到酸解钛液后计算酸解率和体积膨胀情况。
实施例5
在搅拌的条件下，取98％浓硫酸173.5g、钛渣100g预混，再加入0.1％的无水甲醇预混20min得到预混料，利用夹套冷却控制预混料体系温度≤30℃，然后按照钛渣酸解工艺：反应酸浓度92％，引发温度130℃，熟化时间1.5h，熟化温度170℃，浸出温度68℃，浸出时间1.5h进行酸解，通过板框压榨分离得到酸解钛液后计算酸解率和体积膨胀情况。
将上述对比例和实施例的相关指标总结如表1所示，其中体积膨胀指的是物料由于化学反应产生气体，使得体系体积膨胀的现象。
表1
从上表可以看出，在其他酸解工艺相同的情况下，酸解过程添加无水甲醇或无水乙醇，相较未添加酸解助剂的情况，酸解率均有一定程度的提高，表明本发明添加酸解助剂的方法有助于酸解率的提高。另外，酸解助剂的添加，降低主反应温度，可有效降低酸解操作的危险性，降低酸解尾气中硫含量。
酸解率计算公式为：钛液中钛含量/(钛液中钛含量+残渣中钛含量)，酸解率的大小影响到后续二氧化钛收率。目前钛渣处于大力扩展市场阶段，提高酸解率是该项工作的重点之一。若按采用74％钛渣，单价4500元/t，酸解率94％，全流程二氧化钛收率86％，则钛渣收率提高1％，1t钛白可节省396元。目前国内硫酸法钛白产量若按照280万t/a，全部利用钛渣进行生产，由于提高钛渣酸解率1％，抛开少量投资，则可创造11.09亿元的效益。