CN102765749B - 一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法,工艺过程包括沉淀泥浆与有机溶剂混匀,液固分离,滤液分离回收有机溶剂和粗TiCl4,滤渣分离富集铌等步骤。本发明工艺方法简单,操作方便,既能回收粗四氯化钛沉淀泥浆中夹带的TiCl4,又可回收其中的Nb,钛和铌回收率高且工艺过程简单,易于操作,有机溶剂循环使用,钛铌综合回收成本低,适于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法;属于资源综合利用及化学分离技术领域。
背景技术
四氯化钛生产过程,氯化炉气冷凝得到的粗TiCl4液体分离出来的沉淀泥浆中含有50~60wt%的TiCl4,具有很高的回收价值;此外,铌是富钛料中常见的伴生元素,富钛料加碳还原氯化后,90%以上的铌富集在粗四氯化钛沉淀泥浆中。为了回收粗四氯化钛沉淀泥浆中的TiCl4,生产企业和科研机构进行了大量的研究和尝试,其中包括:沉淀泥浆返回到沸腾氯化炉、沉淀泥浆加入隔板收尘器内干燥、回转窑干燥、离心干燥、微波干燥、喷雾干燥、熔盐干燥等。将沉淀泥浆返回到沸腾氯化炉,会使炉况波动大,影响正常生产;将沉淀泥浆直接加入隔板收尘器内,由于炉气与泥浆的接触面小,接触时间短,泥浆中的TiCl4来不及蒸发就堆积在收尘器底部;离心干燥无法避免TiCl4水解;微波干燥可以避免TiCl4水解,但微波在沉淀泥浆中的穿透力有限,难以用于工业生产;喷雾干燥能较好地回收沉淀泥浆中的TiCl4,但干燥过程产生大量的废气;熔盐干燥也能较好地回收沉淀泥浆中的TiCl4,但干燥后熔盐的再生比较困难。上述沉淀泥浆的干燥方法都是只关心TiCl4的回收,而忽略了其中铌的分离回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺方法简单,操作方便,环境友好,经济有效的从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法,是采用下述方案实现的:
按体积比1:0.25~25,将粗四氯化钛沉淀泥浆与有机溶剂混匀,使泥浆中夹带的TiCl4进入有机溶剂,液固分离得含铌物料和含四氯化钛的液体;含铌物料加水搅拌并加碱性物质调pH值至0.1~1.0,过滤得含铌滤饼;含四氯化钛的液体经蒸馏、冷凝,得到有机溶剂,蒸馏残余液为粗TiCl4液体。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,蒸馏、冷凝得到的有机溶剂返回泥浆洗涤工序循环使用,蒸馏残余液送四氯化钛精制工序分离其中的杂质。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,所述有机溶剂是指含1~10个碳原子,常温下是液体且沸点低于130℃的烷烃或芳香烃以及它们的氯化衍生物,所述有机溶剂包括苯,甲苯,二甲苯,氯苯,二氯苯,CH2Cl2,CHCl3,CCl4,C2H4Cl2中的一种或几种。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,所述的混匀是指将粗四氯化钛沉淀泥浆加入有机溶剂中,或将有机溶剂加入粗四氯化钛沉淀泥浆中,室温搅拌0.1-1.0小时,使泥浆中夹带的TiCl4溶解进入有机溶剂。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,所述液固分离采用自然沉降分离或压力过滤分离或离心过滤分离。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,所述的蒸馏是指含四氯化钛的液体于25~130℃常压或减压蒸馏后,冷凝得到有机溶剂;蒸馏时间0.5~10h。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,按液固质量比1:1~10向含铌物料中加水搅拌并再加碱性物质调节pH值,搅拌温度0~100℃,搅拌时间0.5~8h,使铌与钛、铝、铁等杂质分离,过滤得高品位的含铌滤饼。
本发明一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,所述碱性物质选自氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种碱或选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钙中的一种碱性盐。
本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果:
本发明首先利用粘度小、比重轻,并能与四氯化钛混溶的有机溶剂添加到粗四氯化钛沉淀泥浆中,可显著减小沉淀泥浆的粘度,增大泥浆中固体与液体的比重差,大大改善液固分离的效果,并且,使粗四氯化钛沉淀泥浆中夹带的绝大部分TiCl4溶解到有机溶剂中,有效提高四氯化钛的回收率,得到富集铌的含铌物料,使铌得到有效分离;随后,对富集铌的含铌物料加水搅拌并通过添加碱性物质调pH值,使含铌物料中的铌与钛、铝、铁等杂质分离,过滤得高品位的含铌滤饼,铌以氧化物或氯氧化物的形式存在,可以方便的得到金属铌及其纯化合物。而对含四氯化钛的液体采用蒸馏、冷凝的简单方法,即可分离其中的有机溶剂循环使用,蒸馏得到粗四氯化钛液体,经精制,分离其中的杂质,可以方便的得到高纯度的四氯化钛。
综上所述,本发明工艺方法简单,操作方便,既能回收粗四氯化钛沉淀泥浆中夹带的TiCl4,又可回收其中的Nb,且工艺过程简单,易于操作,有机溶剂循环使用,钛铌综合回收成本低,适于工业化应用。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步描述,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
取含TiCl4 63.5wt%的氯化炉浓密机沉淀泥浆50ml,加入1000ml由苯与甲苯按体积比1:1组成的混合有机溶剂,室温搅拌0.5h,离心过滤得含TiCl4<0.1%的滤渣。离心得到的滤液常压120℃蒸馏1h,馏出物冷凝得到的苯与甲苯混合有机溶剂可循环使用,蒸馏得到的残余液体为粗TiCl4。离心得到的滤渣先按液固质量比8:1加入水搅拌,再加氨水调节溶液pH值至0.5,50℃搅拌2h,过滤得到含Nb2O5 42.6%的含铌滤饼。
实施例2
按体积比1:1,在含TiCl4 60.3wt%的粗四氯化钛沉淀泥浆中加入CH2Cl2,搅拌均匀后,自然沉降2小时,倒出上清液,底泥再按体积比1:0.5加入CH2Cl2,室温搅拌0.5h,压力过滤得到含TiCl4<0.1%的滤渣,滤液可用于下一批泥浆分离TiCl4。倒出的上清液经40℃减压蒸馏10h,馏出物冷凝后得到CH2Cl2循环使用,蒸馏残余液为粗TiCl4,送入四氯化钛精制工序分离其中的杂质。滤渣按液固质量比4:1加入水搅拌,再加石灰调pH值至0.6,室温搅拌3h,使铌与钛、铝、铁、钙等杂质分离,过滤得到含Nb2O5 35.3%的含铌滤饼。
实施例3
将含TiCl4 58.2wt%的粗四氯化钛沉淀泥浆200ml加入到450ml二氯乙烷中,室温搅拌10min,真空抽滤得到滤渣和滤液。滤液在80℃蒸馏2h,馏出物冷凝后循环使用,蒸馏得到的残液为粗TiCl4。滤渣先用50ml二氯乙烷淋洗抽干,再按液固比质量比2:1加入水搅拌,然后加NaOH调pH值至0.1,90℃搅拌2h,压滤得到的滤饼烘干后含Nb2O5 52.3%。
Claims (8)
1.一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法,其特征在于:
按体积比1:0.25~25,将粗四氯化钛沉淀泥浆与有机溶剂混匀,使泥浆中夹带的TiCl4进入有机溶剂,液固分离得含铌物料和含四氯化钛的液体;含铌物料加水搅拌并加碱性物质调pH值至0.1~1.0,过滤得含铌滤饼;含四氯化钛的液体经蒸馏、冷凝,得到有机溶剂,蒸馏残余液为粗TiCl4液体。
2.根据权利要求1所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:蒸馏、冷凝得到的有机溶剂返回泥浆洗涤工序循环使用,蒸馏残余液送四氯化钛精制工序分离其中的杂质。
3.根据权利要求2所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:所述有机溶剂包括苯,甲苯,二甲苯,氯苯,二氯苯,CH2Cl2,CHCl3,CCl4,C2H4Cl2中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:所述的混匀是指将粗四氯化钛沉淀泥浆加入有机溶剂中,或将有机溶剂加入粗四氯化钛沉淀泥浆中,室温搅拌0.1-1.0小时,使泥浆中夹带的TiCl4溶解进入有机溶剂。
5.根据权利要求4所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:所述液固分离采用自然沉降分离或压力过滤分离或离心过滤分离。
6.根据权利要求5所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:所述的蒸馏是指含四氯化钛的液体于25~130℃常压或减压蒸馏后,冷凝得到有机溶剂;蒸馏时间0.5~10h。
7.根据权利要求6所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:按液固质量比1:1~10向含铌物料中加水搅拌并再加碱性物质调节pH值,搅拌温度0~100℃,搅拌时间0.5~8h。
8.根据权利要求7所述的一种从粗四氯化钛沉淀泥浆中综合回收钛铌的方法中,其特征在于:所述碱性物质选自氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种碱或选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钙中的一种碱性盐。
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