CN110484739A - 一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法 - Google Patents

一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，属于钛资源利用技术领域，包括：以液氨为除杂剂，控制含钛炉渣氟化法浸出液的pH值；在设定温度范围内进行除杂反应，使浸出液中的杂质组分M(铁、锰、钒、铬)完全脱除，形成(NH4)yMFx沉淀；固液分离，获得杂质含量合格的含钛炉渣氟化法钛液。本发明提供了一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，可以实现含钛炉渣氟化法浸出液中杂质的脱除，制备出含量合格的含钛炉渣氟化法钛液，为后续钛液水解提供原料；本发明工艺流程设计合理，操作简单，无环境污染。

Description

一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的 方法
技术领域
本发明属于钛资源利用技术领域，具体涉及一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法。
背景技术
我国攀西地区赋存着96.6亿吨钒钛磁铁矿，占全国钛资源储量的90.5％。目前，攀西钒钛磁铁矿经选矿工艺后获得的钒钛磁铁精矿中的钛占攀西钛资源量的52％左右，现阶段主要采用高炉法冶炼，仅能利用其中的铁和钒，钛以钙钛矿的形式赋存在高炉钛渣中，其中TiO2品位25％左右，目前无法有效利用。钒钛磁铁精矿经预还原-电炉冶炼法处理回收其中的铁和钒，获得含钛电炉渣。攀西钒钛磁铁精矿经预还原-电炉冶炼法处理后在回收铁和钒的同时，能获得TiO2含量为40～60％的含钛炉渣，其中TiO2品位与一般钛铁矿相当。攀西钒钛磁铁矿经选矿工艺后获得的钛铁矿精矿中的钛占攀西钛资源量的24％左右，经电炉冶炼后钛以黑钛石的形式赋存在电炉钛渣中，其中TiO2品位72％左右。钒钛磁铁矿加工利用过程中钛主要以钙钛矿、黑钛石等矿物存在于含钛炉渣中。含钛炉渣作为硫酸法原料时存在酸耗大、废酸量大污染环境，且钛液中杂质元素去除困难的问题。含钛炉渣作为熔盐氯化法原料时存在废盐量大、污染环境的问题。
氟化法具有对原料适应性广的特点，能选择性浸出原料中的钛，试剂可循环、无三废排放等优点，是一种利用含钛炉渣中钛资源的有效方法。含钛炉渣氟化法制备钛白粉过程中，其中的杂质元素M(Fe、Mn、V、Cr)会与浸出剂中的氟离子发生反应，生成MFx y-离子，含氟配离子MFx y-与浸出液中的NH4 +离子结合生成微溶物(NH4)y MFx沉淀，但是因为浸出液中NH4 +离子不足以完全沉淀其中的MFx y-离子，使得浸出液中仍含有少量的杂质M(Fe、Mn、V、Cr)，这些杂质组分MFx y-在后续的水解过程中会与钛组分一起水解形成沉淀夹杂在TiO2前驱体中，最终导致制备出的钛白粉中杂质元素Fe、Mn、V、Cr含量过高。
现有技术中从含钛炉渣氟化法浸出液制备的钛白粉存在以下问题：1)、Fe2O3含量超过90ppm或30ppm，导致钛白粉(锐钛型或金红石型)的白度将极度下降，呈现出浅黄色；2)、钛白粉产品MnO含量超过30ppm，钛白粉产品会呈现出灰色；3)、钛白粉中V2O5含量高于70ppm，钛白粉会呈现出浅灰蓝色；4)、钛白粉中Cr2O3含量超过1.5ppm，钛白粉会呈现出浅棕黄色，最终严重影响钛白粉白度和质量。因此，开发一种含钛炉渣氟化法浸出液脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法对含钛炉渣氟化法钛白粉工艺的工业化应用和提高攀西钛资源利用率有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工艺设计合理、操作简单、无环境污染的从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法。
本发明提供以下技术方案：一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，包括：
以液氨为除杂剂，控制含钛炉渣氟化法浸出液的pH值；
在设定温度范围内进行除杂反应，使浸出液中的杂质组分M完全脱除，杂质组分包括铁、锰、钒、铬，形成(NH4)y MFx沉淀；
固液分离，获得杂质含量合格的含钛炉渣氟化法钛液。
优选的方案，所述的含钛炉渣氟化法浸出液是含钛炉渣经氟化法浸出后获得的浸出液，浸出液的pH值范围为1.0～6.0。
优选的方案，加入液氨后，控制含钛炉渣氟化法浸出液的pH值为6.0～9.0。
优选的方案，所述的除杂反应温度范围为20～100℃，时间为5～120min。
本发明技术方案的原理为：
本发明是以含钛炉渣氟化法浸出液为对象，含钛炉渣浸出液中含有杂质元素M(铁、锰、钒、铬)，在氟化法浸出过程中会与氟离子形成含氟配离子MFx y-，含氟配离子MFx y-与浸出液中的NH4 +离子结合生成(NH4)y MFx沉淀，(NH4)y MFx属于微溶物质，因此浸出液中仍含有极少量的MFx y-离子。本发明利用(NH4)y MFx溶解度小的特点，通过向浸出液中加入液氨，增加浸出液中NH4 +离子浓度，促使浸出液中的MFx y-离子与NH4 +离子的沉淀反应向右进行，同时，也有部分的钛发生水解反应，最终生成含有钛和杂质M的沉淀物，具体化学反应如下所示：
TiF6 2-(aq)+2NH4 +(aq)+2OH-(aq)＝(NH4)2TiOF4(s)+2F-(aq)+H2O(l) (5)
本发明的有益技术效果：
本发明提供了一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，可以实现含钛炉渣氟化法浸出液中杂质的脱除，制备出含量合格的含钛炉渣氟化法钛液，为后续钛液水解提供原料；本发明工艺流程设计合理，操作简单，无环境污染。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。
在本发明实施例中，如无特别说明，采用的手段均为本领域常规的手段，采用的试剂均可通过常规的商业途径获取。
以下通过具体实施例对本发明技术方案进行详细的阐述。
实施例1
对于含钛炉渣氟化法浸出液，其中，铁元素含量为0.82g/L，锰元素含量为0.2g/L，钒元素含量为0.045g/L，铬元素含量为6.64×10-4g/L，浸出液pH值为6.0。向浸出液中加入液氨调节钛液pH值至7.5，然后在80℃下进行除杂反应，反应30min，过滤除杂料浆，获得脱除杂质后浸出液，经检测，所获得的脱除杂质后浸出液中：铁元素含量为0.0037g/L，铁元素脱除率为99.54％；锰元素含量为0.0135g/L，锰元素脱除率为93.21％；钒元素含量为0.0021g/L，钒元素脱除率为95.27％；铬元素含量为1.2×10-5g/L，铬元素脱除率为98.19％。
利用实施例1中脱除杂质后浸出液制备得到的钛白粉(锐钛型)：Fe2O3含量为13.1ppm；MnO含量为23.5ppm；V2O5含量为61.4ppm；Cr2O3含量为1.2ppm。
实施例2
对于含钛炉渣氟化法浸出液，其中，铁元素含量为0.82g/L，锰元素含量为0.2g/L，钒元素含量为0.045g/L，铬元素含量为6.64×10-4g/L，浸出液pH值为6.0。向浸出液中加入液氨调节钛液pH值至8.0，然后在60℃下进行除杂反应，反应30min，过滤除杂料浆，获得脱除杂质后浸出液，经检测，所获得的脱除杂质后浸出液中：铁元素含量为0.0002g/L，铁元素脱除率为99.98％，锰元素含量为0.0002g/L，锰元素脱除率为99.89％；钒元素含量为0.0003g/L，钒元素脱除率为99.35％；铬元素含量为1.0×10-6g/L，铬元素脱除率为99.85％。
利用实施例2中脱除杂质后浸出液制备得到的钛白粉(金红石型)：Fe2O3含量为10.1ppm；MnO含量为18.2ppm；V2O5含量为31.5ppm；Cr2O3含量为1.0ppm。
对比例1
采用氯化钠作为除杂剂，其余条件和实施例1相同，获得脱除杂质后浸出液，经检测，所获得的脱除杂质后浸出液中：铁元素含量为0.0191g/L，铁元素脱除率为97.86％；锰元素含量为0.1221g/L，锰元素脱除率为39.20％；钒元素含量为0.0352g/L，钒元素脱除率为21.87％；铬元素含量为5.21×10-4g/L，铬元素脱除率为20.88％。
对比例2
采用氨水(25～28wt％)作为除杂剂，其余条件和实施例1相同，获得脱除杂质后浸出液，经检测，所获得的脱除杂质后浸出液中：铁元素含量为0.0142g/L，铁元素脱除率为93.21％；锰元素含量为0.0171g/L，锰元素脱除率为87.26％；钒元素含量为0.0032g/L，钒元素脱除率为89.24％；铬元素含量为1.3×10-5g/L，铬元素脱除率为92.78％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，其特征在于，包括：
以液氨为除杂剂，控制含钛炉渣氟化法浸出液的pH值；
在设定温度范围内进行除杂反应，使浸出液中的杂质组分M完全脱除，M包括铁、锰、钒、铬，形成(NH4)y MFx沉淀；
固液分离，获得杂质含量合格的含钛炉渣氟化法钛液。
2.根据权利要求1所述从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，其特征在于，所述的含钛炉渣氟化法浸出液是含钛炉渣经氟化法浸出后获得的浸出液，浸出液的pH值范围为1.0～6.0。
3.根据权利要求1所述从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，其特征在于，加入液氨后，控制含钛炉渣氟化法浸出液的pH值为6.0～9.0。
4.根据权利要求1所述从含钛炉渣氟化法浸出液中脱除铁、锰、钒、铬杂质的方法，其特征在于，所述的除杂反应温度范围为20～100℃，时间为5～120min。
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