一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法
【专利说明】一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法 【技术领域】
[0001] 本发明属于无机晶体的制备技术领域。更具体地，本发明涉及一种人造金红石的 制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 钛白粉的生产工艺通常分为硫酸法和氯化法。由于氯化法的先进性，尤其是其环 保和产品质量是硫酸法钛白难以比拟的，因此氯化法在全球范围内得到了极大的发展。但 是氯化法要求的入炉原料TiO 2品位在90%以上，CaO+MgO含量小于1. 5%，而传统电炉熔炼 钛铁矿制备出来的富钛料含TiO2-般在60%~75%之间，其品位不能达到氯化法钛白粉 及海绵钛的入炉要求。
[0003] 国内外研宄表明，通过向酸溶性钛渣添加改性剂，可以加强钛渣酸浸过程，有效提 高钛渣品位。目前国内外研宄认为，钛渣中主要杂质元素以固溶体的形式分布在黑钛石中， 或以硅酸盐形式存在，而黑钛石又与硅酸盐呈镶嵌分布，导致常规酸浸或加压酸浸不能有 效提尚钦澄品位。
[0004] CN 200310110821公开了一种提高钛渣TiO2品位的方法，该发明采用攀西地区生 产的钛渣，经流态化焙烧、煤气还原与高压酸浸，得到TiO 2含量为89. 8%的人造金红石，该 工艺流态化与高压设备要求较高，得到的人造金红石品位较低。CN 100455683C公开了一 种用电炉钛渣制取富钛料的方法，该方法以云南某地钛渣为原料，提出酸碱联合浸出法，得 到Ti0 2>90 %的富钛料，该工艺采用高压设备，投资成本较高，也提高了技术操作难度，且得 到的富钛料质量较低。
[0005] 为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大 量实验研宄与分析，终于完成了本发明。 【
【发明内容】
】
[0006] [要解决的技术问题]
[0007] 本发明的目的是提供一种人造金红石的制备方法。
[0008] [技术方案]
[0009] 本发明是通过下述技术方案实现的。
[0010] 本发明涉及一种由酸溶性钛渣制备人造金红石的方法。
[0011] 该制备方法的步骤如下：
[0012] A、粉碎
[0013] 使用研磨设备将酸溶性钛渣研磨至-100目为以重量计80%以上，得到一种酸溶 性钛渣粉，然后
[0014] B、改性处理
[0015] 往步骤A得到的酸溶性钛渣粉中添加碳酸钠改性剂，它的量是所述酸溶性钛渣重 量的20 %~40 %，混匀，然后在微波装置中在温度750°C~850°C的条件下进行微波辐照处 理，得到一种改性酸溶性钛渣，接着
[0016] C、添加添加剂
[0017] 将步骤B得到的改性酸溶性钛渣磨碎至-160目为以重量计80%以上，然后添加氟 化氢铵添加剂，得到含添加剂的酸溶性钛渣；
[0018] D、酸性除杂与煅烧
[0019] 将步骤C得到的含添加剂钛渣与浓度为以重量计15~30%的硫酸或盐酸水溶液 按照固液比为1 :4~6混合均匀，然后在沸腾温度下进行酸性除杂90~120min ;接着进行 过滤、洗涤与干燥，再在温度900°C~1000°C的条件下煅烧，得到所述的金红石。
[0020] 根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述酸溶性钛渣是以重量计TiO2 含量为72. 0%以上、Al2O3为2. 2%以下、SiO 2为9. 6%以下、MgO为1. 5%以下与CaO为 0. 5%以下的钛渣。
[0021] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述碳酸钠改性剂用氢氧化钠 或磷酸盐代替。
[0022] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述磷酸盐是磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸 一氢钾、磷酸二氢钾或磷酸铵。
[0023] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述改性剂的量是所述酸溶性 钛渣重量的25 %~35%。
[0024] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述微波装置的频率为2350~ 2250MHz〇
[0025] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述微波辐照处理的时间是 L 5h ~2. 5h min〇
[0026] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述氟化氢铵添加剂的量是所 述改性酸溶性钛渣总重量的20%~40%。
[0027] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述的煅烧是在微波反应器中 在频率912~9180MHz的条件下处理28~32min。
[0028] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述金红石的纯度是以重量计91%以上。
[0029] 下面将更详细地描述本发明。
[0030] 本发明涉及一种由酸溶性钛渣制备人造金红石的方法。
[0031] 本发明采用微波对添加改性剂的酸溶性钛渣进行微波辐照处理。其一，微波辐照 处理可使酸溶性钛渣内部产生明显的晶粒间裂纹，而这些裂纹便于浸出剂进入酸溶性钛 渣，使其更易于浸出。其二，所述添加剂对硅酸盐矿物具有强烈的破坏作用，提高了杂质溶 出的效率，从而提高了人造金红石的纯度。
[0032] 该制备方法的步骤如下：
[0033] A、粉碎
[0034] 使用研磨设备将酸溶性钛渣研磨至-100目为以重量计80%以上，得到一种酸溶 性钛渣粉。
[0035] 本发明使用的酸溶性钛渣是在电炉熔炼钛铁矿时所得到的副产物。本发明使用的 酸溶性钛渣一般具有下述化学组成：以重量计
[0036] TiO2 72.0 %以上; Al2O5 2 2% 以下 SiO2 9.6%以下; MgO 1.5%以下； CaO 0.5%以下。
[0037] 其中TiO2是根据GB/T1706-2006标准采用铝还原法测定的。Al 203是根据 GB15892-2009标准采用EDTA络合氟盐滴定法测定的。SiO2是根YB/T190. 1-2001标准采 用高氯酸脱水重量法测定的。MgO是根据YB/T 190. 4-2001标准采用CyDTA滴定法测定的。 CaO是根据YSBC19811-2000标准采用原子吸收光谱法测定的。
[0038] 使用现有的磨碎设备与筛分设备进行研磨与筛分，例如由南昌通用化验制样机厂 以商品名密封式制样粉碎机（JG100-3)销售的磨碎设备，由浙江上虞市道墟五四仪器厂以 商品名标准筛销售的筛分设备。
[0039] 在本发明中，所使用的酸溶性钛渣例如是由云南兴棱矿业有限公司、云南新立有 色金属有限公司、云铜集团钛业有限公司或攀钢集团钛业有限责任公司获得的酸溶性钛 渣。所述的酸溶性钛渣也可以是从市场上获得的商品，但它们的化学组成应该满足上述要 求。
[0040] B、改性处理
[0041] 往步骤A得到的酸溶性钛渣粉中添加碳酸钠改性剂，它的量是所述酸溶性钛渣重 量的20 %~40 %，混匀，然后在微波装置中在温度750°C~850°C的条件下进行微波辐照处 理，得到一种改性酸溶性钛渣。
[0042] 在本发明中，所述的改性处理应该理解是一种改变酸溶性钛渣物相组成的处理。
[0043] 在本发明中，所述的改性剂应该理解是一种具有破坏固溶体结构能力的化学物 质。因此，凡是具有这种性质，并且对其后续处理没有任何不良影响的其它化学物质都可以 用于本发明，也在本发明的保护范围之内。
[0044] 除碳酸钠改性剂外，本发明的方法还可以使用氢氧化钠或磷酸盐。
[0045] 所述磷酸盐是磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾或磷酸铵。
[0046] 在本发明中，如果所述改性剂的量小于20%，则会反应不完全，仍有部分酸溶性钛 渣未反应；如果所述改性剂的量高于40%，则会有部分改性剂未反应，消耗过多的改性剂； 因此，所述改性剂的量为20%~40%是合理的，优选地是25%~35% ;更优选地是28%~ 32%〇
[0047] 所述的酸溶性钛渣与改性剂需在温度750°C~850°C的条件下进行改性处理 L 5h ~2. 5h〇
[0048] 所述酸溶性钛渣与改性剂的改性处理温度低于750°C，则会反应不充分，深化程度 不够；如果这种改性处理的温度高于850°C，则会出现烧结现象；于是这种改性处理的温度 为750°C~850°C是合理的，优选地是780°C~820°C。
[0049] 同样地，如果这种改性处理（微波辐照处理）的时间小于I. 5h，则会反应不完全； 如果这种改性处理的时间长于2. 5h，则会产生过多而且不必要的能耗；因此，这种改性处 理的时间为I. 5h~2. 5h是恰当的，优选地是I. 7h~2. 3h，更优选地是I. 9h~2. lh。
[0050] 这个步骤制备得到一种改性酸溶性钛渣，采用前面描述的方法测定得到，它的基 本化学组成是一系列非化学计量的Na-Fe-Ti-