CN107304067A - 一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法 - Google Patents
一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法，该方法包括磨碎、磷酸活化焙烧、酸性除杂、碱浸除杂与煅烧等步骤。本发明采用微波加热的方式，使物料受热均匀，金刚石转化效率高。且微波能耗低，无环境污染，可实现清洁生产；此外，本方法的原料适应性强，对高钛渣中的硅、镁、钙等元素的脱出具有良好的效果，并能制得TiO2含量以重量计92%以上的人造金红石。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造金红石的制备方法，具体的说是一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法，属于钛冶金领域。
背景技术
金红石具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛的用于航天、航海、机械、化工、海水淡化等领域。金红石是生产高档电焊条必须的原料之一，也是制备四氯化钛的主要原料之一，而四氯化钛又是制备钛白和海绵钛重要的中间原料，因此金红石产品质量的提高和产量的增加，对海绵钛及钛白制备过程均有显著影响。需要特别指出的是，现阶段我国金红石的消费主要在电焊条的生产过程中，在国际上，金红石主要用于生产高档金红石型钛白粉，原料尚不能完全满足需求。综上，金红石资源需求旺盛，市场空间巨大。
国内外研究表明，高钛渣中的主要杂质元素主要以固溶体的形式分布在黑钛石中，破坏黑钛石固溶体结构，是提升钛渣品质的关键。通过加入改性剂，使得包裹于其中的杂质得以释放，将难被酸溶的杂质转换成易被酸溶解的新相，从而在酸浸过程中除去杂质，富集TiO2。
CN102786082A公开了一种利用盐酸浸出还原钛精矿制备人造金红石的方法，将钛精矿在还原气氛下进行还原焙烧，焙烧冷却后加入盐酸浸出钛精矿，同时加入金红石晶种，盐酸浸出完成后浆液经过滤、洗涤、干燥、煅烧，得到人造金红石，但该工艺的酸浸时间为480min左右，时间太长，能耗太高，不利于工业生产。CN101787432A公开了一种以高钛渣制备酸溶性钛渣的方法，包括配料、高温矿相重构改性、冷却磨细、硫酸浸出四个步骤，在高温矿相改性中，采用常规电阻加热，能耗高，且煅烧时间长，并且不能有效降低高钛渣中杂质的含量。
为了解决现有技术中所存在的一些技术缺陷，本发明在总结现有技术的基础上经过大量的实验和结果分析，完成了本发明。
发明内容
要解决的技术问题
]
本发明的目的是提供一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法。该方法采用的设备简单，能耗较低，副产物较少，符合节能减排与能源清洁的要求。
技术方案
]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法。
该制备方法的步骤如下：
A、粉碎
使用研磨设备将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.3~0.4，将步骤A得到的高钛渣粉与磷酸改性剂混合均匀，然后在微波功率2350MHZ~2550MHZ与温度900℃~1100℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计30%~40%的盐酸或硫酸水溶液，按照固液比为1:9~11混合均匀，在温度为100℃~120℃与搅拌速度10~20rpm的情况下浸出80min~150min，接着过滤、洗涤。
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计20%~30%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:1~3混合均匀，在温度为60℃~70℃与搅拌速度10rpm~20rpm的条件下浸出60min~120min，接着分离，得到碱浸液和碱浸渣，碱浸液弃去；
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，在微波功率为1.5kw~2kw，微波频率为912MHZ~918MHZ与温度800℃~1000℃的条件下保温70min~100min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述高钛渣是以重量计TiO2含量为70.0%以上、SiO2为9.0%以下、MgO为1.2%以下与CaO为0.9%以下的钛渣；所述高钛渣的粒度是-100目为以重量计80%以上。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述磷酸改性剂可用磷酸二氢铵或磷酸钠代替。所述的改性剂的粒度是-200目。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述微波辐照时间是100min~150min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述改性钛渣与盐酸的质量比是1:9~11。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述酸浸除杂浸出时间是90min~120min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，步骤C处理得到的钛渣与氢氧化钠水溶液的质量比是1:1~3.
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，所述的酸性除杂时间是60min~120min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤E中，所述的微波煅烧时间是70min~100min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述人造金红石的纯度是以重量计92%以上。
下面将更详细地描述本发明。
本发明设计一种磷酸活化与微波加热联合制备人造金红石的方法。
该制备方法如下：
A、粉碎
使用研磨设备将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉。
本发明使用的高钛渣，是钛精矿通过1600℃~1800℃的高温电炉熔炼，除去大部分铁后所得到的钛渣。
根据本发明，所述高钛渣是以重量计TiO2含量为70.0%以上、SiO2为9.0%以下、MgO为1.2%以下与CaO为0.9%以下的钛渣；所述高钛渣的粒度是-100目为以重量计80%以上。
其中TiO2是根据GB/T1706-2006标准采用铝还原法测定的。Al2O3是根据GB15892-2009标准采用EDTA络合氟盐滴定法测定的。铁和铁氧化物是根据YB/T505.5-2007标准采用分光光度法测定的。SiO2是根据YB/T190.1-2001标准采用高氯酸脱水重量法测定的。MgO是根据YB/T 190.4-2001标准采用CyDTA滴定法测定的。CaO是根据YSBC19811-2000标准采用原子吸收光谱法测定的。
所述高钛渣的粒度是100目~200目为以重量计80%以上。如果所述高钛渣的粒度不符合其要求，可以使用现有的磨碎设备与筛分设备进行粉碎处理，例如由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的磨碎设备，上海宜昌仪器纱筛厂由以商品名标准筛销售的筛分设备。
本发明使用的高钛渣是从攀钢集团钛业有限责任公司、云南兴棱矿业有限公司或云铜集团钛业有限公司所获得的。所述的高钛渣也可以是从市场上获得的商品，但它们的化学组成应该满足上述要求。
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.3~0.5，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后在微波功率1.5kw~2.0kw。微波频率2350~2550MHZ与温度900℃~1100℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性酸溶性钛渣。
本发明使用改性剂的目的是破坏高钛渣中黑钛石固溶体的结构，使杂质元素从黑钛石晶格中释放出来，促进析出TiO2,有利于钛组分富集，提升钛渣品质。因此，所述的改性处理应该理解是一种改变高钛渣物相组成的处理。
本发明可以使用磷酸作为改性剂，也可使用磷酸二氢铵或磷酸钠代替。如果高钛渣与磷酸溶液质量比大于1:0.3，则磷酸活化焙烧反应进行不充分，导致活化效果不佳，杂质去除率不高，钛渣品质不高；如果高钛渣与磷酸溶液质量比小于1:0.4，则磷酸活化焙烧反应饱和，继续增加改性剂的质量对实验结果的影响不大。因此，高钛渣与磷酸溶液质量比为1:0.3~0.5是合理的，优选地是1:0.35~0.45，更优选地是1:0.38~0.42.
所述微波辐照处理时间是100min~150min。如果微波辐照时间小于100min，则钛渣活化焙烧反应不够充分，黑钛石固溶体结构破坏不够充分，二氧化钛晶型转变过程不够充分；如果微波辐照处理时间大于150min，则反应已基本饱和，继续增加辐照时间对反应结果影响不大；因此，辐照处理时间为100min~150min是合理的，优选地是110min~140min，更优选地是120min~130min。
本发明使用的微波加热装置是目前市场上销售的产品，例如由长沙龙泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/As型）销售的微波马弗炉。
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣，与浓度为以重量计20%~30%的盐酸或硫酸水溶液，按照固液比为1:9~11混合均匀，在温度为100℃~120℃的情况下浸出60min~120min，接着过滤、洗涤、干燥。这里需要说明的是，改性高钛渣与盐酸或硫酸水溶液的固液比按照重量比计算。
在这个步骤中，使用盐酸溶液处理所述钛渣的目的在于将从黑钛石固溶体中释放出的杂质元素与酸反应而溶出，而含钛组分仍残留在渣中，从而得到高品质人造金红石。除去的杂质例如是Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等杂质。
在本发明中，如果经过辐照处理的钛渣与盐酸水溶液的固液比大于1:9，则杂质元素不能充分的与盐酸发生反应，浸出酸很快达到饱和度无法继续浸出；如果钛渣与盐酸水溶液的固液比小于1:11，则除杂反应达到饱和，继续添加盐酸水溶液的量对反应结果影响不大，因此，钛渣与盐酸水溶液的固液比为1:9~11是合理的，优选是1:9.5~10.5；更优选地是1:9.8~10.2。
在这个步骤中用于酸浸的磁力搅拌设备是目前市场上所销售的产品，例如巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器DF-101S销售的产品。
这个步骤使用的过滤设备是目前市场上销售的产品，例如郑州长城科工贸有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵（SHB-IV）销售的产品。
在这个步骤中，洗涤使用的洗涤剂是蒸馏水；采用少量多次的方法洗涤，洗涤至酸浸渣滤液pH值在7.0~7.5的水平。
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计20%~30%的氢氧化钠水溶液按照固液比1：1~3混合均匀，在温度为60℃~70℃与搅拌速度10rpm~20rpm的条件下浸出60min~120min，接着分离，得到碱浸液和碱浸渣，碱浸液弃去。
在这个步骤中，使用氢氧化钠溶液处理所述钛渣的目的在于除去在酸浸过程中，溶解性很低的SiO2等杂质。
这个步骤中使用的碱是氢氧化钠，当然，根据高钛渣的化学组成还可以选择其他碱，例如氢氧化钾，这些碱也在本发明的保护范围内。
根据本发明，如果酸浸渣与氢氧化钠固液比高于1:1，则SiO2等杂质不能完全浸出，不利于提高二氧化钛品位；如果酸浸渣与氢氧化钠溶液固液比小于1:3，则会增大反应容器体积，不易操作；并且浸出反应已经达到饱和，继续添加氢氧化钠溶液的量对反应结果影响不大。因此，酸浸渣与氢氧化钠溶液固液之比为1:1~3是可行的，优选的是1:2。
优选地，所述的碱浸处理在62℃~70℃下进行70min~110min，更优选地在65℃~70℃进行80min~100min。
在这个步骤中，在这个步骤中用于碱浸的磁力搅拌设备是目前市场上所销售的产品，例如巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器DF-101S销售的产品。
这个步骤使用的过滤设备是目前市场上销售的产品，例如郑州长城科工贸有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵（SHB-IV）销售的产品。
使用的洗涤剂通常是蒸馏水，采用少量多次的洗涤方法，洗涤至滤液pH值维持在7.0~7.5水平。
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，在微波功率为1.5kw~2kw，微波频率为912MHZ~918MHZ与温度800℃~1000℃的条件下保温70min~100min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
这个步骤进行锐钛矿向金红石进行相转变反应。
将步骤D得到的酸浸渣在干燥设备中在温度100℃的条件下干燥60min~100min，使所述酸浸渣的水含量达到以重量计8%以下。
本发明使用的干燥设备是目前市场上销售的产品，例如。。
步骤D得到的碱浸渣经过干燥之后进行微波煅烧。
在本发明中，如果煅烧温度低于750℃，则会导致有部分锐钛矿型TiO2不能转换成金红石型；如果煅烧温度高于900℃，则会出现烧结现象，因此煅烧温度为750℃~900℃是可行的，优选地是800℃~900℃，更优选地是850℃~890℃。
本发明使用的煅烧设备是目前市场上销售的产品，例如由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/As型）销售的微波马弗炉。
本发明使用的干燥设备是目前市场上销售的产品，例如由北京市恒诺利兴科技有限公司以商品名电热恒温鼓风干燥箱（101-1B）销售的干燥箱。
步骤E所得到的钛渣采用常规的X射线衍射方法进行定性和定量分析。
采用前面描述的方法测定，本发明得到的金红石的纯度是以重量计92%以上。
有益效果
]
本发明采用微波加热的方式，使物料受热均匀，金刚石转化效率高。且微波能耗低，无环境污染，可实现清洁生产；此外，本方法加入磷酸作为改性剂，原料适应性强，对高钛渣中的硅、镁、钙等元素的脱出具有良好的效果，并能制得TiO2含量以重量计92%以上的人造金红石。
【具体实施方式】
通过下述实施例能够更好的理解本发明。
实施例 1 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下：
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.3，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率1.5kw，频率2450MHZ与温度950℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计35%的盐酸水溶液，按照固液比为1:9混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为110℃与搅拌速度15rpm的情况下浸出100min除去Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计25%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:2混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为60℃与搅拌速度15rpm的条件下浸出120min去除SiO2等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为1.5kw，微波频率为912MHZ与温度800℃的条件下保温70min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为92.12%、S的含量为0.016%、P的含量为0.021%与C的含量为0.029%，完全符合氯化法生产钛白的要求。
实施例 2 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与酸溶性钛渣质量比为1:0.35，将步骤A得到的高钛渣粉与磷酸改性剂混合均匀，然后使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率1.5kw，频率2500MHZ与温度950℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计35%的盐酸水溶液，按照固液比为1:10混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为120℃与搅拌速度15rpm的情况下浸出100min除去Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计25%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:1混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为60℃与搅拌速度15rpm的条件下浸出120min去除SiO2等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为1.5kw，微波频率为915MHZ与温度800℃的条件下保温70min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为92.06%、S的含量为0.017%、P的含量为0.032%与C的含量为0.036%，完全符合氯化法生产钛白的要求。
实施例 3 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.42，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率1.8kw，频率2550MHZ与温度900℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计35%的盐酸水溶液，按照固液比为1:11混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为105℃与搅拌速度20rpm的情况下浸出100min除去Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计25%的氢氧化钠水溶液按照固液比1：1.5混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为65℃与搅拌速度15rpm的条件下浸出120min去除SiO2等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为2kw，微波频率为918MHZ与温度1000℃的条件下保温70min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为92.56%、S的含量为0.028%、P的含量为0.018%与C的含量为0.020%，完全符合氯化法生产钛白的要求。
实施例 4 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.5，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率1.7kw，频率2350MHZ与温度760℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计40%的盐酸水溶液，按照固液比为1:9.5混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为105℃与搅拌速度15rpm的情况下浸出120min除去Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
将步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计30%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:2混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为70℃与搅拌速度20rpm的条件下浸出110min去除SiO2等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为1.9kw，微波频率为918MHZ与温度1000℃的条件下保温80min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为92.73%、S的含量为0.016%、P的含量为0.024%与C的含量为0.028%，完全符合氯化法生产钛白的要求。
对比实施例 1 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下：
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.3，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后在电阻炉中与温度950℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计35%的盐酸水溶液，按照固液比为1:9混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为110℃与搅拌速度15rpm的情况下浸出100min除去Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计25%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:2混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为60℃与搅拌速度15rpm的条件下浸出120min去除SiO2等杂质，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为1.5kw，微波频率为912MHZ与温度800℃的条件下保温70min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为80.06%、S的含量为0.12%、P的含量为0.2%与C的含量为0.09%。
对比实施例 2 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下：
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.35，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后在电阻炉中温度950℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计35%的盐酸水溶液，按照固液比为1:10混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为120℃与搅拌速度15rpm的情况下浸出100min，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计25%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:1混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为60℃与搅拌速度15rpm的条件下浸出120min，，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为1.5kw，微波频率为912MHZ与温度800℃的条件下保温70min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为78.29%、S的含量为0.18%、P的含量为0.86%与C的含量为0.72%。
对比实施例 3 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下：
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将酸溶性钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种酸溶性钛渣粉；接着
B、微波改性处理
按照磷酸与酸溶性钛渣质量比为1:0.42，将步骤A得到的酸溶性与磷酸改性剂混合均匀，然后使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率1.8kw，频率2550MHZ与温度900℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计35%的盐酸水溶液，按照固液比为1:11混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为105℃与搅拌速度20rpm的情况下浸出100min，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
让步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计25%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:1.5混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为65℃与搅拌速度15rpm的条件下浸出120min，，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为2kw，微波频率为918MHZ与温度1000℃的条件下保温70min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为75.86%、S的含量为0.21%、P的含量为0.10%与C的含量为0.80%，完全符合氯化法生产钛白的要求。
对比实施例 4 ：磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石
该实施例的实施步骤如下：
A、粉碎
使用由石城县浩鑫矿山机械制造厂以商品名密封式制样粉碎机（MZ-200）销售的粉碎设备和上海宜昌仪器纱筛厂以商品名标准筛销售的筛分设备，将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉，接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.5，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率1.7kw，频率2380MHZ与温度760℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣，然后；
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计40%的盐酸水溶液，按照固液比为1:9.5混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为105℃与搅拌速度15rpm的情况下浸出120min，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
D、碱浸除杂
将步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计30%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:2混合均匀，使用巩义市予华仪器有限责任公司以商品名集热式磁力搅拌器（DF-101S）销售的产品，在温度为70℃与搅拌速度20rpm的条件下浸出110min，，接着使用由郑州长城科工贸易有限公司以商品名双A型双面循环水式多用真空泵销售的过滤设备进行过滤，然后用蒸馏水按照固液比3:1洗涤3次;
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，使用由长沙隆泰微波热工有限公司以商品名微波马弗炉（HAMiLab-M/AS）销售的微波马弗炉，在微波功率为1.9kw，微波频率为918MHZ与温度1000℃的条件下保温80min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
采用说明书中所描述的测定方法进行检测，本实施例制备的金红石TiO2的含量为76.12%、S的含量为0.12%、P的含量为0.16%与C的含量为0.21%，完全符合氯化法生产钛白的要求。
实例1-4的实施结果与对比实施例1-4的实施结果对比分析指导，采用本发明方法得到人造金红石纯度比对比实例高16.44%，这个结果是出乎人们预料之外的结果。
Claims (10)
1.本发明涉及一种磷酸活化与微波加热联合处理高钛渣制备人造金红石的方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
A、粉碎
使用研磨设备将高钛渣粉碎至粒度以重量计80%以上为100目~200目，得到一种高钛渣粉；接着
B、微波改性处理
按照磷酸与高钛渣质量比为1:0.3~0.5，将步骤A得到的高钛渣与磷酸改性剂混合均匀，然后在微波功率3.0~6.0kw、微波频率2350~2550MHZ与温度900℃~1100℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性高钛渣；然后
C、酸浸除杂
将步骤B得到的钛渣与浓度为以重量计30%~40%的盐酸或硫酸水溶液，按照固液比为1:9~11混合均匀，在温度为100℃~120℃与搅拌速度10~20rpm的情况下浸出80min~150min，接着过滤、洗涤；接着
D、碱浸除杂
将步骤C得到的酸浸渣与浓度为以重量计20%~30%的氢氧化钠水溶液按照固液比1:1~3混合均匀，在温度为60℃~70℃与搅拌速度10rpm~20rpm的条件下浸出60min~120min，接着分离，得到碱浸液和碱浸渣，碱浸液弃去；
E、微波煅烧
将步骤D得到的碱浸渣进行干燥后，在微波功率为3.0kw~6.0kw，微波频率为912MHZ~918MHZ与温度800℃~1000℃的条件下保温70min~100min得到TiO2含量以重量计92%以上的金红石。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中，所述高钛渣是以重量计TiO2含量为70.0%以上、SiO2为9.0%以下、MgO为1.2%以下与CaO为0.9%以下的钛渣；所述高钛渣的粒度是-100目为以重量计80%以上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述磷酸改性剂可用磷酸二氢铵或磷酸钠代替。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述微波辐照时间是100min~150min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，所述改性钛渣与盐酸的质量比是1:9~11。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，所述酸浸除杂浸出时间是90min~120min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中，步骤C处理得到的钛渣与氢氧化钠水溶液的质量比是1:1~3。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中，所述的酸性除杂时间是60min~120min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤E中，所述的微波煅烧时间是70min~100min。
10.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的制备方法得到的金红石，其特征在于所述人造金红石的纯度是以重量计92%以上。
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|---|---|---|---|---|
| CN107399758A (zh) * | 2016-05-19 | 2017-11-28 | 云南民族大学 | 一种由高钛渣制备人造金红石的方法 |
| CN112978792A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-18 | 东北大学 | 一种从改性钛渣中分离磁性人造金红石的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007076968A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 酸化物材料の酸素同位体置換方法及び装置 |
| CN101024512A (zh) * | 2006-02-17 | 2007-08-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 由钛铁矿或高钛渣亚熔盐法清洁生产二氧化钛和六钛酸钾晶须的方法 |
| CN101186335A (zh) * | 2007-12-20 | 2008-05-28 | 昆明理工大学 | 微波加热氧化焙烧制取人造金红石的方法 |
| CN102139918A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-08-03 | 昆明冶金研究院 | 一种制备高品位人造金红石的方法 |
| CN102627321A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-08 | 沙立林 | 一种采用钛铁氧化物直接还原得到的钛渣制备钛白粉的方法 |
| CN104803415A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-29 | 云南民族大学 | 一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法 |
| CN104860347A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-26 | 云南民族大学 | 一种人造金红石的制备方法 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007076968A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 酸化物材料の酸素同位体置換方法及び装置 |
| CN101024512A (zh) * | 2006-02-17 | 2007-08-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 由钛铁矿或高钛渣亚熔盐法清洁生产二氧化钛和六钛酸钾晶须的方法 |
| CN101186335A (zh) * | 2007-12-20 | 2008-05-28 | 昆明理工大学 | 微波加热氧化焙烧制取人造金红石的方法 |
| CN102139918A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-08-03 | 昆明冶金研究院 | 一种制备高品位人造金红石的方法 |
| CN102627321A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-08 | 沙立林 | 一种采用钛铁氧化物直接还原得到的钛渣制备钛白粉的方法 |
| CN104803415A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-29 | 云南民族大学 | 一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法 |
| CN104860347A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-26 | 云南民族大学 | 一种人造金红石的制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107399758A (zh) * | 2016-05-19 | 2017-11-28 | 云南民族大学 | 一种由高钛渣制备人造金红石的方法 |
| CN112978792A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-18 | 东北大学 | 一种从改性钛渣中分离磁性人造金红石的方法 |
| CN112978792B (zh) * | 2021-03-05 | 2022-02-11 | 东北大学 | 一种从改性钛渣中分离磁性人造金红石的方法 |
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