CN107475521A - 一种赤泥选择性浸出提取钛的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种赤泥选择性浸出提取钛的方法。其方案是将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照质量比为6~8：1~2：1~2混合溶解充分得到了选择性浸出药剂，将赤泥经破碎和磨矿得到粒度为≤0.047mm（占100%）的赤泥颗粒，然后赤泥颗粒与选择性浸出药剂在液固质量比为2~4mL/g，浸出温度为120~180℃和浸出压力为1.5~3Mp的条件下搅拌浸出获得了钛浓度高和杂质含量低的酸浸液；该酸浸液可以通过调节pH值为2.2~2.8后直接进行水解作业，水解产物纯度高，该水解产物在合适的煅烧条件下进行煅烧获得了纯度大于99.6%的钛白粉产品，钛回收率大于90%。本发明具有钛浸出率高、酸浸液中铁、铝等杂质浓度低、操作简单，无需萃取工艺而直接进行水解煅烧作业，最终产品钛白粉的纯度高的特点。

Description

一种赤泥选择性浸出提取钛的方法

技术领域

本发明属赤泥湿法冶金技术领域，具体涉及一种赤泥选择性浸出提取钛的方法。

背景技术

赤泥是一种强碱性尾渣，其是氧化铝过程中产生的固体废弃物。赤泥中含有多种有价金属，其中包括钛、钪、钒、铁、铝和稀土金属等。由于铝土矿的产地和氧化铝的生产工艺不同，赤泥中有价金属的种类和含量也有一定的区别，但不同地区赤泥中几乎都含有二氧化钛，且含量一般较高，甚至超过了钛铁矿中二氧化钛的品位，是一种重要的提钛的资源。

由于赤泥中钛的存在形式和赋存状态的特殊性，导致其一般难以溶于低浓度的酸溶液中，故此高浓度硫酸浸出是从赤泥中提取钛的主要方法 (朱国海, 王克勤, 王皓,等. 硫酸浸出赤泥渣回收二氧化钛的研究 [J]. 有色金属(冶炼部分), 2012, 7: 23-26；Agatzini, L.S., Oustadakis, P., Tsakiridis, P.E., et al. Titanium leachingfrom red mud by diluted sulfuric acid at atmospheric pressure [J]. Journal ofHazardous Materials, 2008, 157: 579-586)。采用该方法得到的含钛酸浸液中还有大量的铁、铝等杂质离子，一般需要多级萃取-反萃工艺后，才能进行水解-煅烧作业获得钛白粉产品 (张贵清, 张启修, 周康根, 等. N1923萃取回收钛白水解废酸中的钛-萃取参数的研究[J]. 矿冶工程, 2002, 22(3): 86-88; 梁焕龙, 朱挺健, 樊艳金, 等. 低浓度钛液水解制备偏钛酸的研究[J]. 有色金属 (冶炼部分), 2014, 7: 25-27)。在此过程中，由于赤泥矿物组成的特殊性和浓硫酸浸出的工艺特点，导致赤泥中的含铁、铝、钠等矿物均会溶解到硫酸溶液中，这些元素均会消耗硫酸，最终导致钛的浸出率低，杂质溶出率高，从而必须采用萃取作业进行杂质离子分离和钛浓度的富集。

因此，该方法存在赤泥中钛的浸出率低、酸浸液中铁、铝等杂质浓度高、萃取过程操作繁琐和极易出现乳化现象，最终产品钛白粉的纯度低的问题。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种能够从赤泥中选择性浸出提取钛的方法，该方法满足钛的浸出率高、酸浸液中铁、铝等杂质浓度低、操作简单，无需萃取工艺而直接进行水解煅烧作业，最终产品钛白粉的纯度高的要求。

本发明的目的可通过下属技术措施来实现：

本发明采用的方法是将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照一定质量比混合溶解充分得到选择性浸出药剂，将赤泥经破碎和磨矿得到粒度为≤0.047mm（占100%）的赤泥颗粒，然后赤泥颗粒与选择性浸出药剂在低液固质量比，高温和高压条件下搅拌浸出以获得钛浓度高和杂质含量低的酸浸液；该酸浸液可以直接通过调节pH值后进行水解作业，水解产物纯度高，该水解产物在合适的煅烧条件下进行煅烧获得了高纯钛白粉产品。

具体说：本发明的方法包括下述步骤：

a、将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照质量比6~8：1~2：1~2进行混合，之后在温度为30~60℃、搅拌强度为40~100r/min条件下搅拌溶解20~50min，待搅拌溶解充分后得到浸出药剂，收集浸出药剂备用；

b、将赤泥经过破碎机破碎至≤1mm，然后将破碎后的赤泥在磨矿机中磨矿至≤0.047mm，将磨矿之后的赤泥置于加压浸出槽中，然后向加压浸出槽中倒入浸出药剂；在液固比为2~4mL/g、搅拌强度为650~950r/min、浸出温度为120~180℃、浸出压力为1.5~3Mp的条件下搅拌120~180min，固液分离得到尾渣和酸浸液；

c、将酸浸液的pH值调整到2.2~2.8，加热至沸腾条件下搅拌180~240min，经固液分离得到二氧化钛的水解产物，水解产物在煅烧温度为700~900℃条件下反应30~60min后得到产品钛白粉。

本发明所述赤泥为取至堆坝的拜耳法赤泥，二氧化钛含量大于3.6%。

本发明所述硫酸溶液为体积浓度为20~50%的硫酸。

本发明所述浸出药剂为选择性浸出溶剂，可以实现选择性浸出赤泥中的钛。

本发明所得产品钛白粉纯度大于99.6%，钛回收率大于90%。

本发明的有益效果如下：

本发明采用赤泥选择性浸出提取钛的方法，提高了钛的浸出率并降低了杂质离子的溶出率。由于赤泥是铝土矿经过高温溶出得到的尾渣，其矿物组成复杂且结构难以破坏，主要包括锐钛矿、钙钛矿、赤铁矿和钙化石榴石等。在采用低液固质量比，高温和高压的浸出条件下可获得高钛浸出率和高浓度含钛溶液。由于草酸和酒石酸与铁和铝具有络合性并形成沉淀，故此在浓硫酸浸出过程溶解铁和铝又以草酸铁和酒石酸铝的形式沉淀于赤泥浸出渣中，实现了选择性浸出提取赤泥中的钛，降低了酸浸液中的杂质含量，该酸浸液经调整pH值后可直接进行水解作业，水解产物杂质种类少且含量低，水解产物经洗涤煅烧作业后，可得到纯度大于99.6%的二氧化钛产品，钛回收率大于90%。

因此，本发明具有钛的浸出率高、酸浸液中铁、铝等杂质浓度低、操作简单，无需萃取工艺而直接进行水解煅烧作业，最终产品钛白粉的纯度高的特点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

为避免重复叙述，现将本发明具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下：所述赤泥为取自堆坝的拜耳法赤泥，二氧化钛含量大于3.6%，所述硫酸溶液为体积浓度为20~50%的硫酸。具体实施例中不再赘述。

实施例1

将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照质量比为6~8：1~2：1~2混合于搅拌槽中，在温度为30~40℃和搅拌强度为40~60r/min条件下搅拌溶解40~50min，待搅拌溶解充分后得到浸出药剂，收集浸出药剂备用；将赤泥经过破碎机破碎至≤1mm，然后将破碎后的赤泥在磨矿机中磨矿至≤0.047mm（占100%），将磨矿之后的赤泥置于加压浸出槽中，然后向加压浸出槽中倒入浸出药剂；在液固比为2~4mL/g、搅拌强度为650~750r/min、浸出温度为120~140℃、浸出压力为2.5~3Mp的条件下搅拌120~180min，固液分离得到尾渣和酸浸液；将酸浸液的pH值调整到2.2~2.4，加热至沸腾条件下搅拌220~240min，经固液分离得到二氧化钛的水解产物，水解产物在煅烧温度为700~800℃条件下反应50~60min后得到产品钛白粉，钛白粉纯度大于99.6%，钛回收率大于92%。

实施例2

将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照质量比为6~8：1~2：1~2混合于搅拌槽中，在温度为40~50℃和搅拌强度为60~80r/min条件下搅拌溶解30~40min，待搅拌溶解充分后得到浸出药剂，收集浸出药剂备用；将赤泥经过破碎机破碎至≤1mm，然后将破碎后的赤泥在磨矿机中磨矿至≤0.047mm（占100%），将磨矿之后的赤泥置于加压浸出槽中，然后向加压浸出槽中倒入浸出药剂；在液固比为2~4mL/g、搅拌强度为750~850r/min、浸出温度为140~160℃、浸出压力为2~2.5Mp的条件下搅拌120~180min，固液分离得到尾渣和酸浸液；将酸浸液的pH值调整到2.4~2.6，加热至沸腾条件下搅拌200~220min，经固液分离得到二氧化钛的水解产物，水解产物在煅烧温度为800~850℃条件下反应40~50min后得到产品钛白粉，钛白粉纯度大于99.7%，钛回收率大于91%。

实施例3

将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照质量比为6~8：1~2：1~2混合于搅拌槽中，在温度为50~60℃和搅拌强度为80~100r/min条件下搅拌溶解20~30min，待搅拌溶解充分后得到浸出药剂，收集浸出药剂备用；将赤泥经过破碎机破碎至≤1mm，然后将破碎后的赤泥在磨矿机中磨矿≤0.047mm（占100%），将磨矿之后的赤泥置于加压浸出槽中，然后向加压浸出槽中倒入浸出药剂；在液固比为2~4mL/g、搅拌强度为850~950r/min、浸出温度为160~180℃、浸出压力为1.5~2Mp的条件下搅拌120~180min，固液分离得到尾渣和酸浸液；将酸浸液的pH值调整到2.6~2.8，加热至沸腾条件下搅拌180~200min，经固液分离得到二氧化钛的水解产物，水解产物在煅烧温度为850~900℃条件下反应30~40min后得到产品钛白粉，钛白粉纯度大于99.8%，钛回收率大于90%。

本具体实施方式采用赤泥选择性浸出提取钛的方法，提高了钛的浸出率并降低了杂质离子的溶出率。由于赤泥是铝土矿经过高温溶出得到的尾渣，其矿物组成复杂且结构难以破坏，主要包括锐钛矿、钙钛矿、赤铁矿和钙化石榴石等。在采用低液固质量比，高温和高压的浸出条件下可获得高钛浸出率和高浓度含钛溶液。由于草酸和酒石酸与铁和铝具有络合性并形成沉淀，故此在浓硫酸浸出过程溶解铁和铝又以草酸铁和酒石酸铝的形式沉淀于赤泥浸出渣中，实现了选择性浸出钛，降低了酸浸液中的杂质含量，该酸浸液经调整pH值后可直接进行水解作业，水解产物杂质种类少且含量低，水解产物经洗涤煅烧作业后，可得到纯度大于99.6%的二氧化钛产品，钛回收率大于90%。

因此，本具体实施方式具有钛的浸出率高、酸浸液中铁、铝等杂质浓度低、操作简单，无需萃取工艺而直接进行水解煅烧作业，最终产品钛白粉的纯度高的特点。

Claims (5)

1.一种赤泥选择性浸出提取钛的方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

a、将硫酸溶液、草酸与酒石酸按照质量比6~8：1~2：1~2进行混合，之后在温度为30~60℃、搅拌强度为40~100r/min条件下搅拌溶解20~50min，待搅拌溶解充分后得到浸出药剂，收集浸出药剂备用；

b、将赤泥经过破碎机破碎至≤1mm，然后将破碎后的赤泥在磨矿机中磨矿至≤0.047mm，将磨矿之后的赤泥置于加压浸出槽中，然后向加压浸出槽中倒入浸出药剂；在液固比为2~4mL/g、搅拌强度为650~950r/min、浸出温度为120~180℃、浸出压力为1.5~3Mp的条件下搅拌120~180min，固液分离得到尾渣和酸浸液；

c、将酸浸液的pH值调整到2.2~2.8，加热至沸腾条件下搅拌180~240min，经固液分离得到二氧化钛的水解产物，水解产物在煅烧温度为700~900℃条件下反应30~60min后得到产品钛白粉。

2.根据权利要求1所述的赤泥选择性浸出提取钛的方法，其特征在于：所述赤泥取自堆坝的拜耳法赤泥，二氧化钛含量大于3.6%。

3.根据权利要求1所述的赤泥选择性浸出提取钛的方法，其特征在于：所述硫酸溶液为体积浓度为20~50%的硫酸。

4.根据权利要求1所述的赤泥选择性浸出提取钛的方法，其特征在于：所述浸出药剂为选择性浸出溶剂，可以实现选择性浸出赤泥中的钛。

5.根据权利要求1所述的赤泥选择性浸出提取钛的方法，其特征在于：所得产品钛白粉纯度大于99.6%，钛回收率大于90%。