CN113957271B - 一种降低钛渣中氧化钙含量的方法和钛白粉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金及化工技术领域，具体而言，涉及一种降低钛渣中氧化钙含量的方法和钛白粉。降低钛渣中氧化钙含量的方法包括：将含钛铁精矿和还原剂混合熔炼后得到的熔融含钛渣与水淬液混合，进行水淬，得到水淬钛渣；将水淬钛渣进行酸浸，然后固液分离，得到氧化钙含量低的钛渣；所述钛渣中的氧化钙的质量分数≤0.2％，优选为≤0.1％。采用水淬工艺对熔融含钛渣进行水淬、破碎，能够改变钛渣中的矿物结构和组成，从而改善钙的浸出性能、恶化钛的浸出性能；通过酸浸法除杂，能够显著降低钛渣中的CaO含量。
Description
技术领域
本发明涉及冶金及化工技术领域，具体而言，涉及一种降低钛渣中氧化钙含量的方法和钛白粉。
背景技术
氯化法钛白粉具有特有的产品性能，并且环境友好性强。基于工艺的特殊性及安全性，氯化法生产钛白粉对原料的要求十分苛刻，尤其是对于CaO含量而言，要求其含量不能超过0.15％。因为CaO与氯气的反应活性优于二氧化钛，在氯化炉内极易生成CaCl2，氯化钙为低熔点高沸点的物质，沸点高达1600℃，而正常氯化温度为1050℃左右，在该温度下CaCl2为黏稠的液体，并且其蒸汽压小于4mm汞柱，因此CaCl2在沸腾氯化炉内积累会严重恶化氯化床层的流动性，从而导致设备运转周期和作业率大幅降低。
高钙镁钛精矿可作为低钙钛铁矿的替代品，用于生产钛渣。但是，高钙镁钛精矿中的CaO含量高，因此会限制其在氯化钛白中大规模使用。
国内小型沸腾氯化炉可以少量使用，用于生产四氯化钛，或熔盐氯化使用，但不能用于大型沸腾氯化。硫酸法生产钛白粉仅可以使用一部分，由于钙含量高，酸解过程中会生成硫酸钙，附着在钛精矿的表面，阻碍酸解反应的进行，增加钛的损失率；另外，后续过程中硫酸钙晶体的析出易导致设备结垢。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种降低钛渣中氧化钙含量的方法，采用水淬工艺对熔融含钛渣进行水淬、破碎，能够改变钛渣中的矿物结构和组成，从而改善钙的浸出性能、恶化钛的浸出性能；同时，通过酸浸法除杂，能够显著降低钛渣中的CaO含量，解决了现有技术中存在的钛渣中钙含量高导致的利用难的问题。
本发明的第二目的在于提供一种氧化钙含量低的钛渣，该钛渣的制备成本低，粒度适宜，且钛渣中的氧化钙含量低。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种降低钛渣中氧化钙含量的方法，包括如下步骤：
将含钛铁精矿和还原剂混合熔炼后得到的熔融含钛渣与水淬液混合，进行水淬，得到水淬钛渣；
将水淬钛渣进行酸浸，然后固液分离，得到氧化钙含量低的钛渣；
其中，所述钛渣中的氧化钙的质量分数≤0.2％，优选为≤0.1％。
在本发明的水淬过程中，高温的熔融含钛渣在遇到水淬液后，会急速冷却，并发生碎化，破碎成小颗粒。
传统高钛渣破碎工艺为将熔融态的高钛渣放入渣罐中，采用喷水冷却的方式将高钛渣冷却成块后，再进行初破、球磨和筛分工艺，这会导致高钛渣破碎工艺流程长、成本高。而本发明通过对熔融含钛渣进行高压水淬液冲击急冷的水淬方式，一方面实现了对熔渣的破碎，另一方面熔渣急冷会导致其物相发生改变，钛渣中的一部分黑钛石转变为金红石型TiO2，同时形成较多的玻璃质(玻璃质是一种未结晶、处于不稳定状态的固态物质，是由于高温液态熔融含钛渣遇水急速冷却，致使钛渣中原子或离子来不及形成有规则地晶体物质，如Ca3Al2O6)，因此钛渣的酸溶性会得到较大改善。
本发明提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法中主要涉及的机理如下：
熔炼过程：还原剂将含钛铁精矿中的铁还原成金属铁，而钛以氧化物的形式与其它杂质形成熔融含钛渣。
水淬过程：主要涉及黑钛石的部分氧化，会生成金红石相TiO2；而钙与铝形成玻璃质，如Ca3Al2O6，酸溶性能得到很大改善。
其中，在本发明中，水淬钛渣的主要物相包括：黑钛石、塔基石、玻璃质，钙主要存在于玻璃质中，这样经过后续的酸浸步骤能使钙溶解，从而显著降低钙杂质的含量。此外，本发明水淬过程中无硅、铝和钠元素的溶出；且水淬过程中的黑钛石的金红石化，钛基本不浸出，可保持原粒级，有效保证了钛收率，使用范围广。
酸浸过程：通过采用特定的温度、酸浓度及特定种类的金属盐溶液及其浓度，再加上水淬过程中部分黑钛石的金红石化，因为钙、铝等杂质主要存在于玻璃质相中(如Ca3Al2O6)，钙、铝类玻璃质为易酸溶性物质，因此在酸浸后能够溶出钙、铝等杂质(Ca3Al2O6+12H+＝3Ca2++2Al3++6H2O)，而钛主要存在于黑钛石或金红石相中，可尽可能多的抑制钛的溶解，保证钛的收率。
综上所述，本发明通过采用水淬工艺对熔融含钛渣进行水淬、破碎，改变钛渣中的矿物结构和组成，能够改善钙的浸出性能、恶化钛的浸出性能；同时，通过酸浸法除杂能够显著降低钛渣中的CaO含量。
此外，本发明提供的方法可大幅缩短钛渣破碎的生产周期，降低成本；同时，通过钛渣的物相结构使钙转变为易酸溶物质，仅通过温和的酸浸条件即可达到除钙的目的；且酸浸后的固液分离得到的滤液还能够循环利用，重新用于下次制备生产钛渣；本发明中钛渣的粒度适宜，可用做沸腾氯化法制备四氯化钛的原料。
因此，本发明提供的方法还具有操作简单、条件温和、生产周期短、成本低、破碎粒度适宜、可大批量生产等优点。
在本发明一些具体的实施例中，所述钛渣中的氧化钙的质量分数≤0.18％，包括但不限于0.01％、0.05％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.13％、0.15％、0.17％中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
优选地，所述含钛铁精矿包括钛精矿、钒钛磁铁精矿、还原钛精矿和还原钒钛磁铁精矿中的至少一种。
钛精矿是从钛铁矿或钛磁铁矿中采选出来，通常状态下为粉状，黑色，其中二氧化钛的含量约为45％～50％，还含有三氧化二铁、氧化亚铁以及少量的磷、硫、镁、钙元素。
钒钛磁铁精矿是指以铁、钒和钛三种元素为主，并伴生有铬、钴、镍、铜和铂族金属元素的多金属复合共生铁矿。
还原钛精矿是指钛精矿经过还原剂固态还原，将钛精矿中的一部分铁氧化物转为金属铁后的矿物；还原钒钛磁铁精矿是指钒钛磁铁矿经过还原剂固态还原，使得钒钛磁铁精矿中的一部分铁氧化物转变为金属铁后的矿物。
本发明对原料的适应性广，可以处理高钙钛渣或高钙性高炉渣。
优选地，所述还原剂包括无烟煤和/或焦炭；
优选地，所述焦炭包括冶金焦和/或石油焦。
其中，无烟煤俗称白煤或红煤，是一种坚硬、致密且高光泽的煤矿品种，无烟煤碳含量高，杂质含量少。
焦炭是固体燃料的一种，其是由煤在高温条件下经干馏而获得，主要成分为固定碳，其次为灰分，所含挥发分和硫分均甚少，呈银灰色，具金属光泽，质硬而多孔。
冶金焦是指烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950～1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成的一种焦炭。
石油焦是指石油的减压渣油经焦化装置，在500～550℃下裂解焦化而生成的黑色固体的一种焦炭。
优选地，所述水淬液包括水、酸性废水、氯化亚铁溶液和碱液中的至少一种；
其中，酸性废水是pH值小于6的废水，在本发明中可采用任意的、常规的pH值小于6的废水，例如，采用硫酸法生产钛白粉过程中所排的酸性废水，人造金红石生产过程中产生的酸性废水等。
采用酸性废水有利于降低成本和保护环境。
优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种。
优选地，所述水淬的压力为1～40kg·f/cm2，包括但不限于2kg·f/cm2、5kg·f/cm2、8kg·f/cm2、10kg·f/cm2、15kg·f/cm2、20kg·f/cm2、25kg·f/cm2、30kg·f/cm2、35kg·f/cm2、38kg·f/cm2中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
水淬的压力决定熔融含钛渣的冷却速度及其粒度，压力越高、水量越大，则熔融含钛渣冷却越快、粒度越细。
优选地，所述水淬在粒化塔内进行。
优选地，所述水淬钛渣的粒度D50＝0.1～4mm；包括但不限于0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、3.8mm中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
优选地，所述水淬钛渣中TiO2的质量分数为40％～90％，包括但不限于45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、88％中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
优选地，所述酸浸的温度为20～140℃，包括但不限于25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、135℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；
优选地，所述酸浸的时间为0.5～72h，包括但不限于1h、1.5h、2h、2.5h、3h、4h、5h、6h、8h、10h、12h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h、70h中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本发明一些具体的实施例中，所述酸浸的方法包括任意、常规的酸浸方法，包括但不限于搅拌浸出、柱浸和堆浸中的至少一种。
其中，搅拌浸出系磨细物料与浸出剂在机械搅拌或空气搅拌敞式槽中进行混合的浸出过程。柱浸，是指在有机玻璃或塑料渗滤柱中进行的浸出方法。堆浸是用溶浸液喷淋矿堆使之在往下渗透过程中，有选择地浸出矿石中的有用成分，并从堆底流出的富液中回收有用成分的方法。
优选地，在所述酸浸过程中所用的酸浸液包括盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸和氢氟酸中的至少一种；
优选地，所述酸浸液的质量分数为5％～35％；包括但不限于8％、10％、13％、15％、18％、20％、25％、30％、32％、34％中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。该酸浸液的质量分数是指包括盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸和氢氟酸中的至少一种的酸溶液的质量分数。
优选地，所述酸浸液与所述水淬钛渣的质量比为0.5～20:1，包括但不限于1:1、2:1、3:1、5:1、8:1、10:1、12:1、15:1、18:1、19:1中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。该处的质量比中的酸浸液同样指包括盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸和氢氟酸中的至少一种的酸溶液。
优选地，在所述酸浸的过程中，所述酸浸液中还包括金属盐溶液；
优选地，在所述酸浸液中，所述金属盐溶液的质量浓度为10～80g/L；包括但不限于15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、34g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在酸浸的过程中加入金属盐溶液，能够提升浸出效果。因为金属盐能够提升酸浸液中的氢离子活度，并抑制酸浸过程中钛的溶出及水解。即，添加金属盐不仅可以提高酸浸液的活度，而且能够提高钛的回收率。
优选地，所述金属盐包括可溶性金属盐；更优选地，所述可溶性金属盐包括铁盐、钙盐、镁盐、钠盐和钾盐中的至少一种。
在本发明一些具体的实施例中，所述可溶性金属盐包括FeCl2、FeCl3、CaCl2、MgCl2、NaCl、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Na2SO4、MgSO4、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、Ca(NO3)2和KNO3中的至少一种。
更优选地，所述可溶性金属盐选自具有氧化性的盐，例如FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3。因为三价铁离子在浸出过程中能将三价钛氧化成四价钛，四价钛更易水解成偏钛酸沉淀，从而进一步提高了钛的回收率。
优选地，所述熔炼的温度为1400～1650℃，包括但不限于1420℃、1450℃、1470℃、1500℃、1530℃、1560℃、1580℃、1600℃、1620℃、1640℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本发明一些具体的实施例中，在所述固液分离之后，还包括洗涤和干燥的步骤。
在本发明一些具体的实施例中，在经过所述酸浸和所述固液分离后得到的滤液可循环利用，作为下一轮水淬过程的水淬液，或者作为下一轮酸浸过程的酸浸液使用。
本发明还提供了一种钛白粉，采用包括如上所述的降低钛渣中氧化钙含量的方法制得的钛渣制备而成。
该钛渣的制备成本低，粒度适宜，且钛渣中的氧化钙含量低，有利于进一步推广使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法，通过对熔融含钛渣进行高压水淬液冲击急冷的水淬方式，一方面实现了对熔渣的破碎，大幅缩短了钛渣破碎的生产周期，降低了成本，且制得的钛渣粒度适宜；另一方面改变了物相，钛渣中的一部分黑钛石转变为金红石型TiO2，同时形成较多的玻璃质，因此钛渣的酸溶性得到很大改善；再通过酸浸除杂，显著降低了钛渣中的CaO含量。
(2)本发明提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法，钛基本不浸出，可保持原粒级，有效保证了钛收率，且水淬过程中无硅、铝和钠元素的溶出。
(3)本发明提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法，通过钛渣的物相结构使钙转变为易酸溶物质，仅通过温和的酸浸条件即可达到除钙的目的；且酸浸后的固液分离得到的滤液还能够循环利用，重新用于下次制备生产钛渣，可降低成本，还有利于保护环境。
(4)本发明提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法，还具有操作简单、条件温和、生产周期短、成本低、破碎粒度适宜、可大批量生产等优点。
(5)本发明提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法，在酸浸的过程中加入金属盐溶液，金属盐能够提升酸浸液中的氢离子活度，并抑制酸浸过程中钛的溶出及水解，从而能够提升浸出效果，不仅提高了酸浸液的活度，而且提高了钛的回收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实验例提供的水淬钛渣的XRD图；
图2为本发明实验例提供的水淬钛渣的显微镜照片；
图3为本发明实验例提供的传统钛渣的XRD图；
图4为本发明实验例提供的传统钛渣的显微镜照片。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法包括如下步骤：
(1)将攀西钛精矿和无烟煤混合熔炼，得到熔融含钛渣；将该熔融含钛渣与高压水淬液在粒化塔中混合，进行水淬，得到粒度D50＝0.1～4mm的水淬钛渣；其中，熔炼的温度为1650℃；水淬液为氯化亚铁溶液，其压力为38kg·f/cm2；
(2)将质量分数为20％的盐酸与步骤(1)中得到的水淬钛渣按照质量比为2：1混合均匀，然后向其中加入Fe2(SO4)3溶液，使混合溶液中Fe2(SO4)3的质量浓度为75g/L，采用堆浸的方式，于120℃下进行酸浸，反应2h后固液分离，固相物经洗涤、干燥，得到氧化钙质量分数为0.08％的钛渣。
经检测，步骤(1)中得到的水淬钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表1所示，其中TFe指全铁含量。
表1水淬钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 水淬钛渣 | 83.63 | 2.37 | 3.28 | 2.02 | 2.09 | 5.82 | 0.79 |
| 钛渣 | 86.25 | 1.74 | 4.33 | 1.47 | 0.08 | 5.50 | 0.63 |
实施例2
本实施例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法包括如下步骤：
(1)将攀西钛精矿和无烟煤混合熔炼，得到熔融含钛渣；将该熔融含钛渣与高压水淬液在粒化塔中混合，进行水淬，得到粒度D50＝0.1～4mm的水淬钛渣；其中，熔炼的温度为1600℃；水淬液为氢氧化钠溶液，其压力为1kg·f/cm2；
(2)将质量分数为30％的乙酸与步骤(1)中得到的水淬钛渣按照质量比为0.5：1混合均匀，采用堆浸方式，于20℃下反应72h，然后固液分离，固相物经洗涤、干燥，得到氧化钙质量分数为0.10％的钛渣。
经检测，步骤(1)中得到的水淬钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表2所示，其中TFe指全铁含量。
表2水淬钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 水淬钛渣 | 83.90 | 3.14 | 3.60 | 2.00 | 0.31 | 5.82 | 1.23 |
| 钛渣 | 84.98 | 2.04 | 5.38 | 1.44 | 0.10 | 5.38 | 0.68 |
实施例3
本实施例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法包括如下步骤：
(1)将攀西钛精矿和无烟煤混合熔炼，得到熔融含钛渣；将该熔融含钛渣与高压水淬液在粒化塔中混合，进行水淬，得到粒度D50＝0.1～4mm的水淬钛渣；其中，熔炼的温度为1570℃；水淬液为水，其压力为8kg·f/cm2；
(2)将质量分数为30％的盐酸与步骤(1)中得到的水淬钛渣按照质量比为5：1混合均匀，然后再向其中加入FeCl3溶液，使混合溶液中FeCl3的质量浓度为50g/L，采用搅拌浸出的方式，于105℃下反应0.5h，然后固液分离，固相物经洗涤、干燥，得到氧化钙质量分数为0.09％的钛渣。
经检测，步骤(1)中得到的水淬钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表3所示，其中TFe指全铁含量。
表3水淬钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 水淬钛渣 | 78.91 | 6.04 | 3.84 | 1.73 | 3.00 | 5.29 | 1.19 |
| 钛渣 | 83.42 | 4.45 | 4.70 | 1.38 | 0.09 | 5.23 | 0.73 |
实施例4
本实施例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法包括如下步骤：
(1)将攀西钛精矿和无烟煤混合熔炼，得到熔融含钛渣；将该熔融含钛渣与高压水淬液在粒化塔中混合，进行水淬，得到粒度D50＝0.1～4mm的水淬钛渣；其中，熔炼的温度为1630℃；水淬液为人造金红石生产过程中所产生的酸性废水，其压力为40kg·f/cm2；
(2)将质量分数为5％的硫酸与步骤(1)中得到的水淬钛渣按照质量比为20：1混合均匀，然后再向其中加入MgCl2溶液，使混合溶液中MgCl2的质量浓度为80g/L，采用堆浸方式，于40℃下反应48h，然后固液分离，固相物经洗涤、干燥，得到氧化钙质量分数为0.18％的钛渣。
经检测，步骤(1)中得到的水淬钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表4所示，其中TFe指全铁含量。
表4水淬钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 水淬钛渣 | 74.14 | 13.31 | 3.77 | 1.78 | 1.01 | 4.69 | 1.30 |
| 钛渣 | 75.62 | 12.50 | 4.55 | 1.32 | 0.18 | 5.28 | 0.55 |
实施例5
本实施例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法包括如下步骤：
(1)将攀西钛精矿和无烟煤混合熔炼，得到熔融含钛渣；将该熔融含钛渣与高压水淬液在粒化塔中混合，进行水淬，得到粒度D50＝0.1～4mm的水淬钛渣；其中，熔炼的温度为1400℃；水淬液为氢氧化钾溶液，其压力为40kg·f/cm2；
(2)将质量分数为28％的盐酸与步骤(1)中得到的水淬钛渣按照质量比为1：1混合均匀，然后再向其中加入FeCl2溶液，使混合溶液中FeCl2的质量浓度为10g/L，采用搅拌浸出的方式，于120℃下进行酸浸，反应1h后固液分离，固相物经洗涤、干燥，得到氧化钙质量分数为0.11％的钛渣。
经检测，步骤(1)中得到的水淬钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表5所示，其中TFe指全铁含量。
表5水淬钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 水淬钛渣 | 73.83 | 12.16 | 4.72 | 1.92 | 1.50 | 4.56 | 1.31 |
| 钛渣 | 76.60 | 11.22 | 5.74 | 1.23 | 0.11 | 4.52 | 0.58 |
实施例6
本实施例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法包括如下步骤：
(1)将钒钛磁铁精矿和冶金焦混合熔炼，得到熔融含钛渣；将该熔融含钛渣与高压水淬液在粒化塔中混合，进行水淬，得到粒度D50＝0.1～4mm的水淬钛渣；其中，熔炼的温度为1650℃；水淬液为水，其压力为20kg·f/cm2；
(2)将质量分数为35％的硝酸与步骤(1)中得到的水淬钛渣按照质量比为1：1混合均匀，然后再向其中加入KNO3溶液，使混合溶液中KNO3的质量浓度为10g/L，采用搅拌浸出的方式，于140℃下进行酸浸，反应3h后固液分离，固相物经洗涤、干燥，得到氧化钙质量分数为0.2％的钛渣。
经检测，步骤(1)中得到的水淬钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表6所示，其中TFe指全铁含量。
表6水淬钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 水淬钛渣 | 51.68 | 4.09 | 13.92 | 14.04 | 7.05 | 8.87 | 0.35 |
| 钛渣 | 58.62 | 2.1 | 16.97 | 12.06 | 0.2 | 9.85 | 0.2 |
对比例1
本对比例提供的降低钛渣中氧化钙含量的方法与实施例1基本相同，区别在于，在步骤(1)中不进行水淬，而是将熔融含钛渣置于渣罐中自然冷却至室温，然后进行破碎，得到粒度D50＝0.1～4mm的传统钛渣。
经检测，该对比例中步骤(1)中得到的传统钛渣和步骤(2)中得到的钛渣的成分如下表7所示，其中TFe指全铁含量。
表7传统钛渣和钛渣的成分对比(wt.％)
| 成分(wt.％) | TiO2 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO |
| 传统钛渣 | 76.35 | 7.02 | 5.59 | 2.39 | 1.76 | 5.79 | 1.1 |
| 钛渣 | 77.17 | 6.50 | 5.80 | 2.35 | 1.57 | 5.56 | 1.05 |
实验例1
分别对实施例1步骤(1)中制得的水淬钛渣和对比例1步骤(1)中制得的传统钛渣进行XRD测试，并分别拍摄其显微镜照片，结果如图1～图4所示。
其中，图1为实施例1制得的水淬钛渣的XRD图，图2为实施例1制得的水淬钛渣的显微镜照片，图3为对比例1制得的传统钛渣的XRD图，图4为对比例1制得的传统钛渣的显微镜照片。
通过对比图1和图3能够看出，实施例1制得的水淬钛渣的XRD峰值较低，可见，该水淬钛渣种含有较高的玻璃质物质(玻璃质是一种未结晶、处于不稳定状态，且具有很高化学活性的固态物质)。
通过对比图2和图4能够看出，本发明实施例制得的水淬钛渣为表面光滑的颗粒；而对比例制得的传统钛渣由机械破碎产生，具有明显的断面。
由于本发明实施例制得的水淬钛渣的表面非常光滑，且大多具有流线形表面，该光滑表面以及流线形表面能增强水淬钛渣在酸浸过程中的亲水性，因此会提高酸浸能力，有效降低钙杂质的含量。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。
Claims (10)
1.一种降低钛渣中氧化钙含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含钛铁精矿和还原剂混合熔炼后得到的熔融含钛渣与水淬液混合，进行水淬，得到水淬钛渣；
将水淬钛渣进行酸浸，然后固液分离，得到氧化钙含量低的钛渣；
其中，所述钛渣中的氧化钙的质量分数≤0.2％；
所述水淬液为酸性废水、氯化亚铁溶液和碱液中的至少一种；所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种；
所述水淬的压力为1～40kg·f/cm2；
所述水淬钛渣的粒度D50＝0.1～4mm；
所述熔炼的温度为1400～1650℃；
在所述酸浸的过程中，所述酸浸液中还包括金属盐溶液；
所述金属盐包括可溶性金属盐；
所述可溶性金属盐包括铁盐、钙盐、镁盐、钠盐和钾盐中的至少一种；
所述可溶性金属盐具有氧化性；
在所述酸浸液中，所述金属盐溶液的质量浓度为10～80g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛渣中的氧化钙的质量分数≤0.1％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钛铁精矿包括钛精矿、钒钛磁铁精矿、还原钛精矿和还原钒钛磁铁精矿中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂包括无烟煤和/或焦炭。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述焦炭包括冶金焦和/或石油焦。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水淬钛渣中TiO2的质量分数为40％～90％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸浸的温度为20～140℃，时间为0.5～72h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述酸浸过程中所用的酸浸液包括盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸和氢氟酸中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述酸浸液的质量分数为5％～35％；
所述酸浸液与所述水淬钛渣的质量比为0.5～20:1。
10.一种钛白粉，采用包括权利要求1～9任一项所述的降低钛渣中氧化钙含量的方法制得的钛渣制备而成。
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