专利名称：以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法
技术领域：
本发明是以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法，该方法富集的二氧化钛特别适合于混酸法生产钛白粉。
目前世界上以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法，从本质上来说可以分为火法和湿法两类。火法一般是将钛矿石经过高温还原，电冶和急剧冷却以除去杂质而得到水合二氧化钛，此种富集方法技术难度极高，世界上只有极少数国家的公司掌握。湿法多见于砂矿，尚在不断完善之中，如盐酸浸取的辛哈法(Sinha)，铁盐溶液浸取的欧欣(Ocean)法等均可得到TiO279%的人造金红石，但此种方法的产品只适用于氯化法生产钛白粉，无法用于硫酸法生产钛白粉。
本发明的目的在于提供一种以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法，其产品水合二氧化钛能为硫酸法加催化剂后生产钛白粉所采用，而且富集工艺简单、工序短、酸解率高、回收率大、成本低，能在硫酸法生产钛白粉的生产线上进行。
本发明以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法，按下列步骤进行a、将钛矿石烘干磨细到200～320目，b、按料酸比1∶1.5～1∶1.7将浓硫酸加入酸解槽中，c、在搅拌下加入0.3～3%(占矿石重量百分比)氟化物作为催化剂，然后
d、加入水或水和废稀酸使硫酸浓度达到80～90%(重量百分比)，引发反应，e、待反应物由稀变稠到固状为止，进行熟化与冷却，f、在60～65℃搅拌下加入铁屑还原，使新钛液中CTi3+＝0.0221CTiO2为止，g、按常规加入晶种水解、过滤洗涤，最后h、在300～500℃下干燥除水，磨细到60～100目。
钛矿石选用浓硫酸溶解，硫酸浓度采用93～98%。
本发明在酸解时加入氟化物作催化剂，可使反应速度成千倍地增加，催化剂选用遇酸能释放出HF的NaF、CaF2、Na2TiF6或HF均可，当然，为了使反应中不引入其它杂质，催化剂一般选择Na2TiF6为最佳。催化剂的最佳用量控制在0.3～1%。
硫酸溶解钛矿石速度最快时为浓度在80～90%，所以，在浓硫酸中要加入水或水和废稀酸稀释到80～90%，稀释放出的热量足以使酸解反应剧烈引发。
熟化与冷却工艺与硫酸法生产钛白粉完全相同，即固化后静置2～12小时熟化，鼓入压缩空气冷却到90～120℃。
本发明富集方法中的加铁还原、浸出、加晶种水解、过滤、洗涤均与硫酸法生产钛白粉工艺操作条件相同。这里不必一一评述。
最后，要将洗净的膏状的水合二氧化钛在300～500℃下干燥，磨细到60～100目，即成为二氧化钛的富集料，它可以由本发明人发明的酸解法溶解，以制备钛白粉。
本发明采用硫酸法制造水合二氧化钛的主要工序，设备和设施，但技术标准要求，操作方法略有变化，它不必除铁(带铁水解)，只追求高酸解率，提取率大，TiO2的含量大于90%;对水解前钛液浓度、水解时加入晶种、水解后偏钛酸粒度、制得水合二氧化钛，质量无技术要求，因而比硫酸法制取水合二氧化钛技术要求低、工艺短、设备投资小。采用本发明制得的水合二氧化钛，经脱水后含量均大于90%，由这种富集料，用本发明人的“金红石型钛白粉制备方法”制备的金红石型钛白粉，经国家涂料工业研究所测试，其质量赶上了世界先进水平。
附图
是本发明的工艺流程图。
实施例1将四川攀枝花钛精矿(含TiO247%)烘干、磨细(200目)，再按矿酸比1∶1.53把3.7598%硫酸加入酸解罐中在压缩空气搅拌下加入0.5%Na2TiF6(指HF含量)和2.41吨钛精矿粉搅拌均匀后加入一定量水或水及水解后的废酸，使硫酸的浓度达到85%，在不加热情况下可引发反应，30分钟内反应完毕，开始固化约0.3～1小时，接着熟化4～12小时，再次压缩空气冷却到90～120℃约1～2小时，加矿粉重量的3倍水在压缩搅拌下浸出，接着按每吨矿粉中加25～40公斤铁屑粉进行还原，使钛液CTi3+＝0.0221CTiO2，然后在50～55℃下加入沉降剂进行沉降过滤制得钛液，最后加入自生品种1%带铁水解，经过滤、洗涤制得水合二氧化钛。
洗好的水合二氧化钛要经500℃烘干(若要求TiO2含量高，可先除去水合二氧化钛中的SO3，然后烘干)可制得含TiO295%1.2吨富集的二氧化钛最后磨细到60目，就可制1吨左右的富集二氧化钛。
实施例2将钛铁矿(含TiO252%)烘干、磨细(320目)，再按矿酸比1∶1.5把3.65吨93%硫酸加入酸解罐中在压缩空气搅拌下加入1%Na2TiF6(指HF含量)和2.26吨钛精矿粉搅拌均匀后加入一定量水或水及水解后的废酸，使硫酸的浓度达到78%，引发反应，40分钟内反应完毕，开始固化、熟化，再浸出、还原、净化(不除铁)一直到制出水合二氧化钛为止。基本同硫酸法。不同的是钛液不除铁和浓缩，用自生品种直接带铁水解的追求提取率，TiO2含量达90%以上，对于纯度、杂质含量、细度均不要求，洗好的水合二氧化钛(若要求含TiO2高可先除去其中SO3)在500℃下烘干，然后粉碎到100目，就制得1吨左右的富集的二氧化钛。
权利要求
1.一种以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法，其特征在于按以下步骤进行a、将钛矿石烘干磨细到200～320目；b、按料酸比1∶1.5～1.7将浓硫酸加入酸解槽中；c、在搅拌下加入0.3～3%氟化合物作为催化剂，然后d、加入水或废稀酸使硫酸浓度达到80～90%，引发反应；e、待反应物由稀变稠到固状为止，进行熟化与冷却；f、在60～65℃搅拌下加入铁屑，使新钛液中CTi3+=0.0221CTiO2为止；g、按常规加入晶种、水解、过滤洗涤。h、在300～500℃下烘干，磨细到60～100目。
2.根据权利要求1所述的富集二氧化钛的方法，其特征在于加入浓硫酸的浓度为93～98%。
3.根据权利要求1所述的富集二氧化钛的方法，其特征在于作为催化剂为NaF、CaF2、Na2TiF6中任一种。
4.根据权利要求1或3所述的富集二氧化钛的方法，其特征在于催化剂采用Na2TiF6。
5.根据权利要求1所述的富集二氧化钛的方法，其特征在于催化剂的用量为0.3～1%。
全文摘要
以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法是为硫酸法生产钛白粉提供富钛料——水合二氧化钛的新方法。该方法采用硫酸法生产的基本设施和流程，通过新的酸解方法的引入，不必除铁，不必冷却浓缩，大大降低了硫酸法的工艺参数和技术标准，因而设备简单、耗能低、投资少、成本低，可提高经济效益2倍以上。
文档编号C01G23/053GK1090553SQ93101040
公开日1994年8月10日 申请日期1993年2月6日 优先权日1993年2月6日
发明者宁甲保 申请人:宁甲保