含鈦物料的浸取制造技術

公開了一種用于提高含鈦物料品位的工業實用方法。該方法包括下列步驟：（ｉ）預處理，它具有使二氧化硅能適于在隨后浸取的特定條件下浸取的作用，和（ｉｉ）在酸存在下的水溶液浸取，浸取的條件要選擇以使進入溶液的二氧化硅不水解或不沉淀成硅酸鹽。預處理步驟（ｉ）包括堿性浸取、焙燒或熔融。浸取步驟（ｉｉ）是在低固體密度下進行。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及含鈦物料中雜質的去除。術語“含鈦物料”在本專利技術中可理解為一種含有至少2wt％鈦的物料。在本專利技術特定實施方案中提供一種方法，根據該方法采用在酸存在下水溶液浸取以除去含鈦物料中的二氧化硅和氧化鋁，在通過預處理和浸取條件的配合可提高浸取在去除這些雜質方面的效果。在工業氯化工藝過程中，含有二氧化鈦的原料與焦炭一起送入各種結構(流化床、高爐、熔融鹽)的氯化器中，在700-1200℃范圍的最高溫度下進行操作。工業氯化器最普通的型式是流化床結構。把氣體氯通經含二氧化鈦和炭的進料中，使二氯化鈦轉化成四氯化鈦氣體，然后從排氣流中排出，為了進一步凈化和加工可將它冷凝成為液體四氯化鈦。按在工業氯化器中進行的氯化工藝非常適合于將純二氧化鈦原料轉化成四氯化鈦。但是，大多數其它進料(即原料中的雜質)會引起許多困難，而使氯化工藝本身或使隨后的冷凝和提純步驟大大地復雜化。附表提供了所遇到的各種問題的說明。另外，不進入產物的各種進料基本上影響產生用于廢物處理和排放的廢物。一些進料(例如重金屬、放射性物質)會引起廢物的分類，從而有可能要求在監視的容器內由專人處置。對于氯化來說優選的進料是高品位的物料，最適合本專利技術原料的是礦石金紅石。金紅石的缺乏已經導致研究通過提高天然存在的鈦鐵礦(40-60°TiO2)的品位而形成的其它原料，例如含鈦的爐渣(大約86％TiO2)和人造金紅石(各種92-95％TiO2)。這些提高品位的方法以去除鐵作為主要目標，但也擴展到去除錳和堿土金屬雜質，以及一些鋁。主要進料 氯化 冷凝提純Fe，Mn 消耗氯、焦炭， 固/液氯化物，增加氣體體積堵塞的管道系統，成為淤泥堿金屬和由于液體氯化堿土金屬物而使流化床的流化態停滯，消耗氯、焦炭Al 消耗氯、焦炭引起腐蝕引起腐蝕，成為淤泥Si 富集在氯化器能遇到管道阻可能要求從內，降低爐子塞。部分隨四產物中蒸餾壽命。消耗焦氯化鈦冷凝。炭、氯V 必須通過化學處理和蒸餾而除去Th、Ra 富集在氯化器的磚砌體內，放射性的；可引起廢物處理困難在現有技術中已由含鈦的礦物例如鈦鐵礦經各種技術而制成人造金紅石。按照最為通用的技術，如在西澳大利亞(Western Australia)的各種運行技術，在旋轉爐中在超過1100℃溫度下用煤或炭還原含鈦礦物。在該方法中，礦物中的鐵含量基本上金屬化。硫的加入可使錳雜質部分轉化成硫化物。還原后使金屬化產物冷卻，與結合的炭分離，然后進行含水充氣除去基本上全部呈可分的細粒氧化鐵的所含金屬鐵。分離后的含鈦產物用2-5％的硫酸水溶液處理以溶解錳和一些殘余的鐵。正如所公開的或運用的，本法基本上沒有化學去除堿金屬或堿土金屬、鋁、硅、釩、或放射性核素。此外，鐵和錳的去除是不完全的。在近來公開的資料提供了一種在較低的溫度下還原的方法，并且提出在含水充氣和氧化鐵分離步驟后進行鹽酸浸取的方法。按照公開的內容該方法對除去鐵、錳、堿金屬和堿土金屬雜質、大部分的鋁進料和一部分釩以及釷諸方面是有效的。按照在現有的窯爐基礎上的設備改型，可以實施該方法。然而，該方法在釩的充分去除方面是無效的而且對硅的化學影響很小。在另外的現有技術專利技術中，已經獲得了高度去除鎂、錳、鐵和鋁。在這種方法中，鈦鐵礦通常在旋轉爐內首先被熱還原至其氧化鐵含量基本上全部還原(即沒有明顯的金屬化)，然后將經冷卻、還原過的產物在35psi壓力和140-150℃下用過量的20％氯化氫浸取，以便除去鐵、鎂、鋁和錳。為了氯化氫的再生使浸取液經過噴霧煅燒，再循環至浸取步驟。在另一方法中，通過熱氧化先使鈦鐵礦進行粒料的精制，隨后熱還原(既可在流化床上也可在旋轉爐中)。經冷卻，還原的產物再用過量20％氯化氫進行常壓浸取，以除去有害的雜質。在本方法中也是通過噴霧煅燒而實施酸的再生。在所有上述提到的基于鹽酸浸取的方法中，雜質的去除是相似的。釩、鋁和硅的去除都不是充分有效。還有另外一種方法，先使鈦鐵礦在旋轉爐內用炭進行熱還原(沒有金屬化)，接著在非氧化性氣氛中冷卻。經冷卻，還原的產物在20-30psi范圍表壓和130℃下用10-60％(一般18-25％)的硫酸浸取，同時有晶種存在，該晶種有助于溶解的二氧化鈦的水解，從而有助于雜質的浸取。該法也提出了用鹽酸代替硫酸。在這種情況下可以得到與用其它基于鹽酸的體系所能達到的雜質去除程度相似。當使用硫酸時放射性的去除將是不完全的。用于使鈦鐵礦提高到更高品位產物的通常選取的方法是在電爐中與加入的焦炭一起熔融鈦鐵礦，產生熔融的含鈦爐渣(適于澆鑄和破碎)和生鐵產物。問題在于在這種方式中雜質中只有鐵被去除，因而作為方法組成的局限性的結果只是不完全。可用于將物料提高品位使二氧化鈦高含量達到適于氯化的各種可用的原料都可得到。為了生產適合氯化的原料，通過現有技術的方法不能令人滿意地提高品位以適于氯化的原生二氧化鈦源的實例包括硬巖石(非巖屑的)鈦鐵礦、含硅的白鈦石、許多原生的(未風化的)鈦鐵礦和巨大的銳鈦礦資源。許多這種次生源(例如含二氧化鈦爐渣)也是存在的。很清楚目前非常鼓勵發現適于提高含鈦原料品位的方法，所述方法能經濟地生產高品位產品而幾乎可不管原料中雜質的性質。當前二氧化鈦顏料的生產者們使用氯化物法時要求原料具有盡可能低的二氧化硅含量。通常大多數原料的SiO2都低于2％。如果由于各種原因，要使用具有高含量二氧化硅的原料時，則要混入其它低的二氧化硅含量的原料，但經常伴有顯著的高成本和生產率損失。因此供應氯化用的含鈦原料按傳統做法要選擇將生產二氧化硅含量低的處理過的產品的礦石和精礦。這通常通過基于物理分離的礦物精選技術而達到的。在這些方法中僅可能除去基本上大部分的游離石英粒而不會犧牲有價值的二氧化鈦礦物的回收。礦物學上夾帶的二氧化硅含量通常保留在含鈦精礦中。在目前實施的用于鈦鐵礦制成人造金紅石的提高品位的方法中，鐵和其它主要雜質的去除對二氧化硅來說導致濃縮作用，這加重了提高品位工廠對鈦鐵礦精礦作原料的要求。二氧化硅不會被任何工業化的提高品位的方法所除去。化學法去除含鈦精礦和已提高品位的物料中的二氧化硅，從理論上來說是在堿性條件下通過水溶液浸取是可以達到的。但是，當使這種浸取在實際條件下試驗時，會發現浸取的效果由于物料中二氧化硅的狀態而被降低，這種狀態不適宜于變換，即對于浸取是惰性的，或者通過已進入溶液的二氧化硅和含鈦物料中的其它成分間的反應而導致固體含硅物料沉淀。因而這種沉淀限制了去除二氧化硅時浸取的效果。因此，在現有技術中，含鈦物料中的二氧化硅和其它雜質的去除可通過高度過量的單一苛性堿水溶液的浸取來完成。過量對于防止存在于含鈦物料中的雜質(例如氧化鋁)干擾浸取的效果是必須的。在某些情況下，含有過量的未使用試劑的廢浸取液(leachant)可直接棄去。浸取液的循環的確具有濃縮浸取液中有害雜質的作用和降低浸取的效率。在這種情況下苛性堿浸取液的成本起阻止的作用，尤其是在中和時要考慮到用于排放至環境中液體所引起的費用。沒有現有技術或沒有設想過，在酸存在下進行的浸取中的除硅表明對處理含鈦物料是有效的。總之，目前在工業上沒有有效去除含鈦原料中二氧化硅的實用方法。因此，本專利技術提供一種在工業上用于提高含鈦物料品位的實用方法，該法包括下列步驟(i)預處理，它具有使二氧化硅能適合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高含鈦物料品位的工業實用方法，該方法包括下列步驟：（ｉ）預處理，它具有使二氧化硅適于在隨后浸取的特定條件下浸取的作用，和（ｉｉ）在酸存在下的水溶液浸取，浸取的條件要選擇使進入溶液的二氧化硅不水解或不沉淀為硅酸鹽。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：羅斯A麥克萊蘭，邁克爾J霍利特，
申請(專利權)人：技術資源有限公司，
類型：發明
國別省市：AU[澳大利亞]