CN104528818B - 渣矿混合比例的表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及渣矿混合比例的表征方法，属于钛白生产领域。本发明解决的技术问题是提供生产过程中按比例投料以后渣矿混合比例的表征方法，该方法包括以下步骤：按照不同的渣矿质量比将钛渣和钛铁矿混合，制成一系列不同渣矿质量比的混合物，分别测定其中特定成分的含量，建立渣矿质量比与特定成分含量之间的标准曲线；测定待测渣矿混合物中特定成分的含量，根据b步骤所测的渣矿混合物中特定成分的含量在标准曲线中查找对应的渣矿质量比。本发明的方法，可以快捷地分析出工业生产过程中，即按比例投料以后钛渣和钛铁矿的混合比例，数据稳定，误差较小，使渣矿渣矿混合酸解生产钛白适用于工业化大生产，促进硫酸法钛白生产向清洁化发展。
Description
技术领域
本发明涉及渣矿混合比例的表征方法，属于钛白生产领域。
背景技术
以钛渣为原料生产钛白可以根除硫酸法钛白绿矾的环保问题，但是由于钛渣售价较高，严重影响钛白的生产成本，因此，众多钛白企业选择钛渣和钛矿两种原料混合生产钛白。渣矿混合生产钛白通常有两种组织方式：(1)渣矿分别酸解所得钛液再混合；(2)渣矿先混合后酸解。工业生产若采用渣矿先混合再酸解，则存在如何准确表征混合物中渣矿比例的问题，因为即便钛渣和钛铁矿按照计划的比例混合，但经过球磨、收尘和储存等工序，矿和渣会由于硬度、密度等物理性能差异而发生偏移，瞬时物料的比例波动较大，影响酸矿配比、反应酸浓度等生产控制。因此，目前钛白企业普遍采用将渣矿分别酸解，再将所得钛液混合来进行生产，如此会产生以下两个问题：(1)低价钛含量调整难度大：由于钛渣中低价钛含量为6％～22％，波动范围大，混合时钛液体积比变化大，生产操作困难；(2)增加生产成本：如果先将钛渣钛液和钛矿钛液中低价钛含量分别调整至岗位要求指标后再混合，则钛渣钛液需要一定量的氧化剂，钛矿钛液需要大量的还原铁粉，生产物耗成本增加明显。因此，亟需建立一种准确表征渣矿混合比例的方法，使得渣矿先混合再酸解生产钛白的方法能够适用于工业化大生产，促进硫酸法钛白生产向清洁化发展。
申请号为200610038351.7的发明专利公开了酸溶性钛渣与钛铁矿混合酸解的方法，该方法是实验室酸解渣矿混合的工艺参数，未涉及工业生产时钛渣和钛矿的计量和实际混合比例等工程化问题。
论文《使用钛铁矿和钛渣混合酸解的配比计算分析》(2010年全国钛白粉行业年会,论文集)公布了渣矿混合酸解时渣矿比和酸矿比的理论计算方法。这种方法是生产投料前的基础工作，而不是投料后物料实际比例的表征方法。
目前，并未有一种能够准确表征渣矿混合比例的方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供渣矿混合比例的表征方法。
本发明渣矿混合比例的表征方法，包括以下步骤：
a、标准曲线的建立：按照不同的渣矿质量比将钛渣和钛铁矿混合，制成一系列不同渣矿质量比的混合物，分别测定其中特定成分的含量，建立渣矿质量比与特定成分含量之间的标准曲线；其中，所述特定成分为TFe、SiO2、Al2O3、MgO或CaO；
b、测定待测渣矿混合物中特定成分的含量，其中，渣矿混合物为钛渣和钛铁矿的混合物；
c、根据b步骤所测渣矿混合物中特定成分的含量在标准曲线中查找对应的渣矿质量比。
所述一系列不同渣矿质量比的混合物为至少6种不同渣矿质量比的混合物。
作为优选方案，所述特定成分为Al2O3或MgO。
进一步的，所述钛渣为中钛渣和酸溶性钛渣中的至少一种。
本发明渣矿混合比例的表征方法，可以快捷地分析出工业生产过程中钛渣和钛铁矿的混合比例，数据稳定，误差较小，使渣矿渣矿混合酸解生产钛白适用于工业化大生产，促进硫酸法钛白生产向清洁化发展。
与现用的“渣矿分别酸解所得钛液再混合”的方式相比，利用本申请的方法来表征钛渣和钛矿的比例，一方面可以迅速反映生产过程中(按比例投料以后)渣矿配比的变化情况，为及时准确调整酸解参数提供数据信息，避免酸解率低、酸耗高等问题，另一方面可以采用渣矿混合酸解的方式生产，节省还原铁粉和氧化剂的消耗量。
附图说明
图1为本发明渣矿质量比与特定成分(SiO2、Al2O3、MgO)含量标准曲线。
图2为本发明渣矿质量比与特定成分(TFe、CaO)含量标准曲线。
具体实施方式
本发明渣矿混合比例的表征方法，包括以下步骤：
a、标准曲线的建立：按照不同的渣矿质量比将钛渣和钛铁矿混合，制成一系列不同渣矿质量比的混合物，分别测定其中特定成分的含量，建立渣矿质量比与特定成分含量之间的标准曲线；其中，所述特定成分为TFe、SiO2、Al2O3、MgO或CaO；
b、测定待测渣矿混合物中特定成分的含量，其中，渣矿混合物为钛渣和钛铁矿的混合物；
c、根据b步骤所测渣矿混合物中特定成分的含量，在标准曲线中查找对应的渣矿质量比。
标准曲线建立时，为了保证标准曲线的线性相关系数，提高所得结果的准确性，至少配制6种不同渣矿质量比的混合物，分别测定其中特定成分的含量。然后以渣矿质量比为横坐标，特定成分含量为纵坐标，绘制渣矿质量比与特定成分含量之间的线性关系曲线。
其中，TFe、SiO2、Al2O3、MgO或CaO的测定方法为本领域常规测定方法。
所述钛渣可以为中钛渣或酸溶性钛渣。钛渣是指钛铁矿经冶炼提取其中的铁后所得的含钛量高的物质，这种物质根据TiO2的品位不同，分为中钛渣、酸溶性钛渣和氯化钛渣三种，其中TiO2含量小于70％时为中钛渣，70％～80％为酸溶性钛渣，80％～90％为氯化钛渣。钛渣及钛铁矿的具体成分见表1。
表1钛渣和钛铁矿化学成分分析％
| 钛原料 | TiO2 | TFe | FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | V2O5 | Fe2O3 | Ti2O3 |
| 中钛渣 | 43.57 | 3.75 | 2.83 | 12.71 | 17.33 | 4.71 | 16.12 | 0.376 | — | 7.5 |
| 钛铁矿 | 46.50 | 32.82 | 36.02 | 3.73 | 1.27 | 0.96 | 5.84 | 0.095 | 4.90 | — |
| 酸溶性钛渣 | 73.78 | 11.60 | 7.49 | 6.40 | 2.65 | 1.86 | 7.51 | 0.110 | <0.5 | 12.0 |
可见，钛渣与钛铁矿的主要差别是化学成分含量，尤其是TiO2、TFe，但其它元素含量差别也较大，如SiO2、Al2O3、MgO、CaO、Ti2O3、Fe2O3、V2O，因此，如果钛渣和钛铁矿的比例不一致，则特定化学成分的含量也会随之发生变化。如此，根据渣矿混合物中特定成分的含量，再加上钛渣和钛铁矿对应的初始含量，可以反算钛渣和钛铁矿的实际比例。
在钛渣和钛铁矿的特定元素中，Ti2O3、Fe2O3、V2O5中的金属元素均是有多种价态的变价元素，在检测过程中容易因操作、环境、药剂选择等不同而致使其含量发生变化，因此不宜作特定成分，而TFe、SiO2、Al2O3、MgO、CaO价态稳定，且含量差别较大，尤其是中钛渣和钛铁矿之间，因此选作特定成分。
采用本发明方法可以快捷地分析出工业生产过程中钛渣和钛铁矿的混合比例，且用Al2O3和MgO检测结果对应的钛渣质量百分比数据稳定，误差较小，表2列出了采用本发明方法计算的钛渣含量与钛渣实际含量，可见本发明方法的误差较小。
表2工业生产所得数据
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。如无特别说明，本发明的百分数均为质量百分数。
实施例1
在非高炉冶炼含钛炉渣(中钛渣)与钛铁矿低比例混合酸解生产金红石钛白产品工业试验过程中，表征中钛渣的质量百分比。首先将混合均匀且成分相对稳定的中钛渣和钛铁矿磨至+325目小于5％，按照渣矿质量比0、5％、10％、13％、20％、30％分别混合，根据检测结果建立如图1所示的标准曲线。然后在工业试验过程中随机取磨后的渣矿混合物样品，检测其中Al2O3和MgO的含量分别为1.49％和6.52％。最后按照图1标准曲线查出中钛渣在混合物中的质量百分比分别为1.51％和1.49％，数据吻合。
实施例2
在非高炉冶炼含钛炉渣(中钛渣)与钛铁矿低比例混合酸解生产金红石钛白产品工业试验过程中，表征中钛渣的质量百分比。首先将混合均匀且成分相对稳定的中钛渣和钛铁矿磨至+325目小于5％，按照渣矿质量比0、5％、10％、13％、20％、30％分别混合，根据检测结果建立如图1所示的标准曲线。然后在工业试验过程中随机取磨后的渣矿混合物样品，检测其中Al2O3和SiO2的含量分别为3.40％和5.86％。最后按照图1标准曲线查出中钛渣在混合物中的质量百分比分别为18.38％和18.34％，数据吻合。
实施例3
在酸溶性钛渣与钛铁矿混合酸解生产钛白粉的过程中，表征中钛渣的质量百分比。首先将混合均匀且成分相对稳定的钛渣和钛铁矿磨至+325目小于5％，按照渣矿质量比100％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％分别混合，根据检测结果建立如图2所示的标准曲线。然后在工业试验过程中随机取磨后的渣矿混合物样品，检测其中TFe和CaO的含量分别为18.98％和1.44％。最后按照图2标准曲线查出中钛渣在混合物中的质量百分比分别为60.11％和59.75％，数据吻合。
Claims (3)
1.渣矿混合比例的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、标准曲线的建立：按照不同的渣矿质量比将钛渣和钛铁矿混合，制成一系列不同渣矿质量比的混合物，分别测定其中特定成分的含量，建立渣矿质量比与特定成分含量之间的标准曲线；其中，所述特定成分为Al2O3或MgO；
b、测定待测渣矿混合物中特定成分的含量，其中，渣矿混合物为钛渣和钛铁矿的混合物；
c、根据b步骤所测渣矿混合物中特定成分的含量，在标准曲线中查找对应的渣矿质量比。
2.根据权利要求1所述的渣矿混合比例的表征方法，其特征在于：所述一系列不同渣矿质量比为至少6组不同渣矿质量比。
3.根据权利要求1所述的渣矿混合比例的表征方法，其特征在于：所述钛渣为中钛渣和酸溶性钛渣中的至少一种。
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