却至室温，得到块状固体。
[0024](3)、将步骤(2)中所得的块状固体，用水浸出，控制浸出温度为40° C反应时间50min，液固质量比10:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0025](4)、将步骤(3)中所得的滤渣，用质量分数为1%HC1浸出，控制反应温度为100° C反应时间240min，液固质量比80:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0026](5)、将步骤(4)中所得滤渣用25%Na0H溶液浸出，控制反应温度为90° C反应时间30min，液固质量比3:1。反应结束后，将溶液冷却至室温并过滤，滤渣用大量去离子水洗涤，所得滤渣在120° C烘箱中干燥120min后在1000° C下煅烧60min得到人造金红石。XRD表明人造金红石的物相为单一的金红石型T12，经分析其成分为(质量百分比):93.12%Ti02、
2.94%Fe203、2.38% Si02、1.07% (CaO+ MgO)、0.49%A1203。
[0027]实施例四
(I)、将细磨至50 μπι以下的钛铁精矿与硫酸铵((NH4)2SO4 )均匀混合，控制钛铁精矿与硫酸铵质量比为1:10。
[0028](2)、将步骤(I)所得混合料放入管式炉中，以10° C/min升温至390° C并保温30min。反应结束后，继续将物料以10° C/min随炉升温至700°C并保温30min。反应结束后，取出物料自然冷却至室温，得到块状固体。
[0029](3)、将步骤(2)中所得的块状固体，用水浸出，控制浸出温度为80° C反应时间30min，液固质量比10:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0030](4)、将步骤(3)中所得的滤渣，用质量分数为20%HC1浸出，控制反应温度为40° C反应时间120!1^11，液固质量比4:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0031](5)、将步骤(4)中所得滤渣用1.5%Na0H溶液浸出，控制反应温度为100° C反应时间180min，液固质量比50:1。反应结束后，将溶液冷却至室温并过滤，滤渣用大量去离子水洗涤，所得滤渣在120° C烘箱中干燥120min后在800° C下煅烧120min得到人造金红石。XRD表明人造金红石的物相为单一的金红石型T12，经分析其成分为(质量百分比):
92.88%Ti02、3.04%Fe203、2.51% Si02、0.99% (CaO+ MgO)、0.58%A1203。
[0032]实施例五
(I)、将细磨至50 μπι以下的钛铁精矿加入到质量分数为85%的浓硫酸中反应，控制钛铁精矿与100 wt.%硫酸质量比为1:1.5，反应温度为250°C，反应时间为30min，得到块状固体。
[0033](2)、将步骤(I)所得块状固体放入管式炉中，以10° C/min升温至450°C并保温240min。反应结束后，取出物料自然冷却至室温，得到块状固体。
[0034](3)、将步骤(2)中所得的块状固体，用水浸出，控制浸出温度为90° C反应时间30!1^11，液固质量比8:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0035](4)、将步骤(3)中所得的滤渣，用质量分数为2.5%HC1浸出，控制反应温度为60° C反应时间60min，液固质量比40:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0036](5)、将步骤(4)中所得滤渣用5%Na0H溶液浸出，控制反应温度为40° C反应时间180min，液固质量比30:1。反应结束后，将溶液冷却至室温并过滤，滤渣用大量去离子水洗涤，所得滤渣在120° C烘箱中干燥120min后在1000° C下煅烧60min得到人造金红石。XRD表明人造金红石的物相为单一的金红石型T12，经分析其成分为(质量百分比):
93.55%Ti02、2.21%Fe203、2.53% Si02、l.39% (CaO+ MgO)、0.32%Α1203。
[0037]实施例六
(I)、将细磨至50 μπι以下的钛铁精矿加入到质量分数为80%的浓硫酸中反应，控制钛铁精矿与100 wt.%硫酸质量比为1:1.9，反应温度为180°C，反应时间为120min，得到块状固体。
[0038](2)、将步骤(I)所得块状固体放入管式炉中，以10° C/min升温至700°C并保温30min。反应结束后，取出物料自然冷却至室温，得到块状固体。
[0039](3)、将步骤(2)中所得的块状固体，用水浸出，控制浸出温度为80° C反应时间90min，液固质量比5:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0040](4)、将步骤(3)中所得的滤渣，用质量分数为15%HC1浸出，控制反应温度为80° C反应时间120min，液固质量比8:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0041](5)、将步骤(4)中所得滤渣用5%Na0H溶液浸出，控制反应温度为102° C反应时间90min，液固质量比40:1。反应结束后，将溶液冷却至室温并过滤，滤渣用大量去离子水洗涤，所得滤渣在120° C烘箱中干燥120min后在1000° C下煅烧60min得到人造金红石。XRD表明人造金红石的物相为单一的金红石型T12，经分析其成分为(质量百分比):93.23%Ti02、2.52%Fe203、3.01% Si02、0.96% (CaO+ MgO)、0.28%A1203。
[0042]实施例七
(I)、将细磨至50 μπι以下的钛铁精矿加入到质量分数为95%的浓硫酸中反应，控制钛铁精矿与100 wt.%硫酸质量比为1:1.4，反应温度为140°C，反应时间为240min，得到块状固体。
[0043](2)、将步骤(I)所得块状固体放入管式炉中，以10° C/min升温至500°C并保温120min。反应结束后，取出物料自然冷却至室温，得到块状固体。
[0044](3)、将步骤(2)中所得的块状固体，用水浸出，控制浸出温度为40° C反应时间70min，液固质量比12:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0045](4)、将步骤(3)中所得的滤渣，用质量分数为10%HC1浸出，控制反应温度为90° C反应时间120min，液固质量比10:1。反应结束后，将溶液冷却至室温，并过滤，得到滤渣。
[0046](5)、将步骤(4)中所得滤渣用15%Na0H溶液浸出，控制反应温度为108° C反应时间90min，液固质量比10:1。反应结束后，将溶液冷却至室温并过滤，滤渣用大量去离子水洗涤，所得滤渣在120° C烘箱中干燥120min后在1000° C下煅烧60min得到人造金红石。XRD表明人造金红石的物相为单一的金红石型T12，经分析其成分为(质量百分比):93.74%Ti02、2.28%Fe203、2.73% Si02、1.01% (CaO+ MgO)、0.24%A1203。
【主权项】
1.一种用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤I低温硫酸化分解钛铁矿低温硫酸化分解可以采用下述两种方法中的一种:(I)硫酸铵分解，将细磨至50 μm以下的钛铁矿与硫酸铵((NH4)2SO4 )均匀混合，所得混合料进行低温焙烧，得到块状硫酸化固体；(2)硫酸分解，将细磨至50 μ m以下的钛铁精矿与浓硫酸进行酸解反应，得到块状硫酸化固体； 步骤2中温选择性热分解硫酸盐将步骤I (I)得到的硫酸化固体产物在中等温度下进行焙烧，得到热解固体产物，尾气中主要成分为氨气、S02、S03气体，可用于制备硫酸铵，循环使用；将步骤I (2)得到的硫酸化固体产物在中等温度下进行焙烧，得到热解固体产物，尾气中主要成分为二氧化硫及三氧化硫气体，可用于制备硫酸，循环使用； 步骤3水浸分离铁钙镁等金属杂质将步骤2得到的热解固体产物用水浸出，浸出浆料经固液分离，得到滤渣(钛渣)和滤液，滤液经蒸发结晶，析出FeS04、CaSO4, MgSO4等硫酸盐，母液返回水浸出工序； 步骤4稀盐酸浸出钛渣中铁氧化物将步骤3得到的钛渣用稀盐酸浸出，以除去中温焙烧过程中因少量FeS04、Fe2 (SO4)3分解产生的水不溶性铁氧化物，浸出结束后将溶液冷却，经固液分离，得到滤渣(富钛渣)和滤液，当滤液中FeCl3未达到饱和浓度时，滤液继续循环至稀酸浸出工序，当滤液中FeCl3富集至饱和浓度时，将滤液冷却结晶，分离FeCl 3，所得母液循环至稀盐酸浸出工序； 步骤5碱溶脱除富钛渣中的S12将步骤4得到的富钛渣用NaOH溶液浸出，固液分离，得到滤渣和滤液，滤液循环至碱溶出工序； 步骤6煅烧转相将步骤5得到的滤渣在800?1000°C下煅烧60~120min，将富钛渣中锐钛型T12转变为金红石型，即获得人造金红石。2.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤I(I)所述钛铁精矿与硫酸铵质量比为1:5~20。3.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤1(1)硫酸化焙烧的焙烧温度为250~420° C、焙烧时间为30~240min。4.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤I(2)所述的浓硫酸浓度为80?95 wt.%，钛铁精矿与100 wt.%硫酸质量比为1: 1.4-1.9，反应温度为140?250 ° C，反应时间为30?240min。5.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤2硫酸盐选择性热分解焙烧的反应温度为430~700° C、反应时间为30~240min。6.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤3所述的水浸出温度为40~90° C、浸出时间为10~90min、液固质量比为3~15:1。7.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤4所述的盐酸的质量分数为1%~20%，浸出温度为40~100° C，浸出时间为30~240min，液固质量比为4-80:1 ο8.根据权利要求1所述用钛铁矿制备人造金红石的方法，其特征在于步骤5所述的NaOH溶液质量分数为1.5%~25%，浸出时液固质量比为3~50:1，反应温度为40~110° C，反应时间为 60~180min。
【专利摘要】本发明公开了一种用高钙镁的岩矿型钛铁矿制备高品位人造金红石的方法，其方法包括：第一步，低温硫酸化分解钛铁矿，转化钛铁钙镁等金属组分为相应的硫酸盐；第二步，中温选择性分解步骤一所得固体产物，使TiOSO4分解为水不溶性的TiO2，(NH4)2Fe(SO4)2分解为可溶性的FeSO4、Fe2(SO4)3，而CaSO4、MgSO4、FeSO4和Fe2(SO4)3等不分解或基本不分解；第三步，水浸步骤二的焙烧产物，使可溶性铁钙镁的硫酸盐溶解，实现TiO2与其它金属组分有效分离得到钛渣；第四步，采用稀盐酸浸出步骤三所得钛渣，以除去中温焙烧过程中因少量FeSO4、Fe2(SO4)3分解产生的不溶性铁氧化物；第五步，对步骤四所得钛渣进行碱处理，除去钛渣中酸不溶性的SiO2；第六步，将步骤五所得钛渣煅烧转型，获得金红石型二氧化钛渣（人造金红石）。
【IPC分类】C01G23/053
【公开号】CN105293576
【申请号】CN201510839948
【发明人】李春, 刘维燥, 梁斌
【申请人】四川大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月27日