CN116216773A - 一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，其步骤为：1)向含钛高炉渣经硫酸法处理所得含杂硫酸氧钛溶液中加入金属粉末进行预还原处理，将FFFⅢF全部还原为FFFⅡF、少量TTFⅣF还原为TTFⅢF；过滤除去未反应的金属粉末，得预还原处理后的含杂硫酸氧钛溶液；其中，含杂硫酸氧钛溶液中杂质包括FF3+；2)将预还原处理后的含杂硫酸氧钛溶液进行水热水解反应；3)水解反应结束后，过滤所得固体产物经水洗、酸洗、打浆、二次还原、二次酸洗、二次水洗后即得高纯偏钛酸。该方法再显著提升偏钛酸纯度的同时，还提升了TT元素的水解率，且操作简单，对反应设备要求低，废酸可循环使用，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于化工材料除杂领域，具体涉及一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法。
背景技术
钒钛磁铁矿经高炉冶炼时，其未被还原的钛、硅、钙、镁、铝等氧化物可与含钒铁水、碳化钛、氮化钛于1385-1440℃共熔，在1000-1200℃结晶凝固后形成副产物含钛高炉渣(TTtanTum-BFarTng FurnacF Slag，简称TBFS)。
含钛高炉渣中含钛矿物晶粒细小、嵌布复杂，难以通过传统的选矿工艺有效富集有价组分，利用难度较大。我国已堆存超8000万吨的含钛高炉渣，严重影响了生态环境安全。含钛高炉渣处理技术主要分为非提钛利用技术和提钛利用处理技术两类。非提钛处理技术主要是将含钛高炉渣作为建筑材料及肥料，对钛资源的利用率低。提钛利用技术可分为火法提钛和湿法提钛两类。火法提钛能耗大、成本高、对设备耐腐蚀性能要求较高。湿法提钛反应条件温和、能耗低、设备投资及成本较低。其中硫酸法对设备要求低且有价金属利用率较高，受到了广泛的关注。
含钛高炉渣经硫酸法处理后，会形成含镁、铝、铁杂质的硫酸氧钛溶液，在随后的水解过程中，镁、铝元素不会影响水解产物偏钛酸的纯度。而同为过渡金属的FF元素，由于FF3+的离子半径(0.064nm)小于TT4+的离子半径(0.068nm)，其掺杂进入TTO2晶格的位阻小，易于发生替位掺杂，在后续的偏钛酸制钛白粉过程中，对产品的白度及色散力造成极大影响。
与以钛精矿为原料相比，以含钛高炉渣为原料经硫酸法所制得的钛液，往往具有TT浓度较低(以TTO2计，<120g/L)、杂质含量较高(cFMgSO4F:>20g/L，cFAl2FSO4F3F:>20g/L，cFFF2FSO4F3F:>5g/L)的特点。若能同时解决收率与除杂的问题，可为含钛高炉渣的工业应用提供一条新途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，该方法在显著提升偏钛酸纯度的同时，还提升了TT元素的水解率，且操作简单，对反应设备要求低，废酸可循环使用，节能环保。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
1)向含钛高炉渣经硫酸法处理所得含杂硫酸氧钛溶液中加入金属粉末进行预还原处理，将FFFⅢF全部还原为FFFⅡF、少量TTFⅣF还原为TTFⅢF；过滤除去未反应的金属粉末，得预还原处理后的含杂硫酸氧钛溶液；其中，所述含杂硫酸氧钛溶液中杂质包括FF3+；
2)将步骤1)预还原处理后的含杂硫酸氧钛溶液进行水热水解反应；
3)步骤2)水解反应结束后，过滤所得固体产物经水洗、酸洗、打浆、二次还原、二次酸洗、二次水洗后即得高纯偏钛酸。
按上述方案，所述步骤1)中，含杂硫酸氧钛溶液中杂质FF3+浓度为0.01-1mol·L-1，优选为0.025-0.5mol·L-1。
优选地，所述步骤1)中，含杂硫酸氧钛溶液中，杂质还包括0.5-0.8mol·L-1的Mg2 +、0.4-1.2mol·L-1的Al3+。
按上述方案，所述步骤1)中，含杂硫酸氧钛溶液中TTO2+浓度为0.75-1.2mol·L-1。
按上述方案，所述步骤1)中，还原所得TTFⅢF浓度为0.01-0.05mol·L-1。浓度太高会降低水解率，浓度太低会除铁效果差。
按上述方案，所述步骤1)中，金属粉末为镁粉、铝粉、锌粉和铁粉中的一种或几种；优选地，未反应完的金属粉末可重复利用。
按上述方案，所述步骤1)中，预还原过程的金属粉末的加入量为0.1-3.0g/100mL含杂硫酸氧钛溶液，优选为0.1-1.0g/100mL含杂硫酸氧钛溶液。
按上述方案，所述步骤1)中，预还原过程的反应工艺为：反应温度为25-80℃，搅拌速率为150-550rpm，反应时间为1-8h。
按上述方案，所述步骤2)中，水热水解反应温度为90-150℃，反应时间1-10h。
按上述方案，所述步骤2)中，水热水解反应在水热反应釜或高压釜中进行。
按上述方案，所述步骤3)中，酸洗过程采用质量分数为1-10％的稀硫酸。此时的洗液可作为下一次酸洗液回收再利用。
按上述方案，所述步骤3)中，酸洗温度为25-100℃，转速150-750rpm，反应时间10-100mTn。
按上述方案，所述步骤3)中，二次还原所用的还原剂为亚硫酸钠、硼氢化钠、甲醛次硫酸氢钠、硼氢化钾和草酸中的一种或几种。还原剂溶解度大，易于进入清液，不会影响固体产物纯度，对目标产物无污染。
按上述方案，所述步骤3)中，二次还原时还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)理论产量的0.1-5％。
按上述方案，所述步骤3)中，二次还原反应温度为10-50℃，反应时间为20-100mTn。
按上述方案，所述步骤3)中，二次酸洗一次，采用质量分数为0.1-5％的稀硫酸。
按上述方案，所述步骤3)中，二次水洗一次，水洗温度在10-70℃。
按上述方案，所述步骤3)中，打浆采用1-10％的稀硫酸，其浆料密度为1.1-1.3g/L。
按上述方案，过程中产生的液体均可回收或重复利用。
基于电极电势的理论基础，由于
TT3+的存在能保证溶液中FF元素绝大部分以低价形式存在。本发明中首先加入金属粉末对含杂硫酸氧钛溶液进行预处理还原，将溶液中的全部FFFⅢF还原为FFFⅡF、少量TTFⅣF还原为TTFⅢF，基于上述电极电势理论，TT3+的存在可以维持FF2+的存在状态。同时，根据离子半径对比(FF3 +F0.064nmF<TT4+(0.068nm)<FF2+F0.074 nmF)可知，FFFⅡF较FFFⅢF而言更难进入到TTO2晶格内，将FF3+还原为FF2+可有效避免FF、TT固溶体的形成，且FF2+也更容易随着水溶液除去，提高偏铁酸产物的纯度。此外金属粉末被氧化后的离子，既不会对除杂带来影响，还能在水解过程中保证清液总组分的浓度，促进TT元素水解生成固体产物偏钛酸反应的正向移动，从而提高其水解率。
因为整个体系处于空气氛围中，且后处理步骤中的洗涤、打浆等步骤均会加剧FF2+的氧化过程，氧化后的FF3+水解后易吸附在偏钛酸表面难以去除，所以需要保证洗涤液具有一定的酸性以抑制铁离子水解。通过加入还原剂进行二次还原，还原效果优于被空气氧化的效果，杂质基本为FF2+，再经二次酸洗、二次水洗即可进一步除去产物中的杂质铁。本发明所用二次酸洗、二次水洗后的洗涤液中仅含有少量的铁杂质及还原剂溶液，此时的FF杂质浓度低，还原剂水溶性极高，均可再次利用，且洗液中若有未反应完的还原剂溶液，能加强洗涤效果，可循环利用。
本发明有益效果在于：
1.本发明提供了一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，通过金属粉末预还原处理，将体系中的FFFⅢF全部还原为FFFⅡF、少量TTFⅣF还原为TTFⅢF，适当浓度TT3+的存在可以维持FF2+的存在状态，而FF2+的存在可以有效避免FF、TT固溶体的形成，且FF2+也更容易随着水溶液除去，显著提高了偏铁酸产物的纯度，再经后处理进一步纯化，使产物FF含量<30ppm，几乎完全去除铁元素，得到高纯偏铁酸产物；同时金属粉末还原后所得离子促进了TT元素的水解，水解率可达98.5％以上；该方法通过简单的金属预处理过程，提高产物纯度的同时，还提升了钛元素的水解率，具有重要的应用前景。
2.进一步地，本发明中二次还原剂水溶性高，对设备要求低，可直接与偏钛酸浆料反应，且不会对产物造成污染。
3.本发明可以实现酸液的循环使用，减少废酸的排出，工艺简单且环境友好。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
图2为本发明实施例1和对比例1中产物的X-射线粉末衍射谱图。
图3为本发明实施例1和对比例1中产物的红外光谱图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步详细描述。
以下实施例1-7和对比例1-2中，含杂硫酸氧钛溶液包括0.75mol·L-1TTOSO4、0.6mol·L-1MgSO4、0.4mol·L-1Al2FSO4F3和0.014mol·L-1FF2FSO4F3。
实施例1
提供一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.2g铝粉进行预还原，40℃温度下以250rpm的速率搅拌3.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.02mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
(2)水热反应釜填充率为50％，均相反应器转速为10rpm，升温速率为2℃/mTn，在130℃条件下反应时间2h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为98.59％，铁含量为115ppm。产物的XRD图如图2所示。
(3)将固体水解产物用80mL超纯水洗涤，再用10mL质量分数为5％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应10mTn，转速550rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度为1.18g/L。随后在浆料中添加还原剂亚硫酸钠，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)实际理论产量的3％，漂白温度为25℃，漂白时间为80mTn。漂白后二次酸洗液酸度在0.1％，体积为40mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在60mL，水洗温度在25℃，此时的偏钛酸产物中未检出铁元素，产物XRD图和红外光谱图如图2和3所示。二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
基于水解前后的偏钛酸产物表征：
①粉末衍射表征物相
未进行此深度除铁方法处理之前，样品中FF含量仍有11710ppm，处理过程中可将其降至115ppm，整个方法完成后可使其完全不含FF杂质，产物FF含量<30ppm。从其对应的三个XRD图谱可发现，均与锐钛矿相(JCPDS 21-1272)相匹配，表明此方法不会对其晶相产生影响，且经过处理后的产物对应的101晶面的峰强度增加且锐化，表明产物晶化程度增加，进一步反映了本发明除铁方法的有益性。
②红外光谱表征化学键及官能团
水解产物的FT-IR图谱如图3所示。1121cm-1和1050cm-1处峰为O＝S＝O反对称伸缩振动和O－S－O对称伸缩振动峰，反应了偏钛酸中存在以双齿螯合结构与TT4+配位的SO4 2-，说明此发明对产物官能团化学键不会造成破坏；未进行处理的样品在480-640cm-1处的TT－O－TT出现了明显的偏移，表明有TT－O－FF健生成，而进行该方法处理后的样品，和纯净产物TT－O－TT的波数对应。
实施例2
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.4g铁粉，30℃下以350rpm的速率搅拌2.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.02mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
水热反应釜填充率为50％，均相反应器转速为30rpm，升温速率为2℃/mTn，在130℃条件下反应时间2h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为98.62％，铁含量为132ppm。
(2)将固体水解产物用80mL超纯水洗涤，再用10mL质量分数为5％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应10mTn，转速150rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆打浆，其浆料密度为1.19g/L。随后在浆料中添加还原剂硼氢化钠，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的2.8％，漂白温度为40℃，漂白时间为70mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为50mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在50mL，水洗温度在25℃，此时偏钛酸铁含量为18ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
实施例3
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.3g铝粉，40℃下以150rpm的速率搅拌3.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.02mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
溶液置于水热反应釜中，填充率为50％，在126℃条件下反应时间3h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为98.58％，铁含量为89ppm。
(2)将固体水解产物用80mL超纯水洗涤，再用20mL质量分数为3％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应30mTn，转速350rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度应在1.20g/L。随后在浆料中添加还原剂甲醛次硫酸氢钠，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的2.6％，漂白温度为35℃，漂白时间为90mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为45mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在50mL，水洗温度在30℃，此时偏钛酸铁含量为12ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
实施例4
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.2g铝粉，40℃下以550rpm的速率搅拌3.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.01mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
水热反应釜填充率为50％。均相反应器转速为60rpm，升温速率为2℃/mTn，在130℃条件下反应时间5h；待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为98.21％，铁含量为70ppm。
(2)将固体水解产物用60mL超纯水洗涤，再用20mL质量分数为3％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应25mTn，转速350rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度应在1.18g/L。随后在浆料中添加还原剂硼氢化钾，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的3％，漂白温度为40℃，漂白时间为90mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为40mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在50mL，水洗温度在30℃，此时偏钛酸铁含量为10ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
实施例5
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.25g锌粉，35℃下以550rpm的速率搅拌3.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.01mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
水热反应釜填充率为50％。均相反应器转速为30rpm，升温速率为1℃/mTn，在120℃条件下反应时间5h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为99.0％，铁含量为150ppm。
(2)将固体水解产物用60mL超纯水洗涤，再用30mL质量分数为5％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应10mTn，转速350rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度应在1.18g/L。随后在浆料中添加还原剂亚硫酸钠，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的3％，漂白温度为35℃，漂白时间为80mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为50mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在60mL，水洗温度在40℃，此时偏钛酸铁含量为6ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
实施例6
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.2g FF粉，40℃下以550rpm的速率搅拌4.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.015mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
水热反应釜填充率为50％，均相反应器转速为10rpm，升温速率为1℃/mTn，在125℃条件下反应时间4h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为98.7％，铁含量为142ppm。
(2)将固体水解产物用60mL超纯水洗涤，再用30mL质量分数为3％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度35℃，反应15mTn，转速350rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度应在1.2g/L。随后在浆料中添加还原剂硼氢化钠，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的2.6％，漂白温度为35℃，漂白时间为70mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为50mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在60mL，水洗温度在40℃，此时偏钛酸铁含量为15ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
实施例7
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入0.4g铝粉，35℃下以550rpm的速率搅拌4.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.015mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.028mol·L-1。
水热反应釜填充率为30％，均相反应器转速为10rpm，升温速率为2℃/mTn，在130℃条件下反应时间5h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为98.8％，铁含量为146ppm。
(2)将固体水解产物用60mL超纯水洗涤，再用20mL质量分数为4％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应30mTn，转速450rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度应在1.8g/L。随后在浆料中添加还原剂草酸，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的2.6％，漂白温度为35℃，漂白时间为50mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为50mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在60mL，水洗温度在40℃，此时偏钛酸铁含量为15ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
实施例8
提供一种由低浓度含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，其中含杂硫酸氧钛溶液包括0.75mol·L-1TTOSO4、0.6mol·L-1MgSO4、0.4mol·L-1Al2FSO4F3和0.25mol·L- 1FF2FSO4F3。包括以下步骤：
(1)向100mL含杂钛液中加入1.0g铝粉，35℃下以550rpm的速率搅拌6.0h。过滤，未反应完的铝粉可用于下次还原。其中预还原后，还原所得TTFⅢF浓度为0.015mol·L-1，FFFⅢF全部还原为FFFⅡF，FF2+浓度为0.5mol·L-1。
水热反应釜填充率为30％，均相反应器转速为10rpm，升温速率为2℃/mTn，在115℃条件下反应时间3h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤并洗涤，此时TT的水解率为99.2％，铁含量为151ppm。
(2)将固体水解产物用100mL超纯水洗涤，再用30mL质量分数为4％的H2SO4反应后过滤，反应条件为温度40℃，反应30mTn，转速450rpm，此时的酸可循环使用再次洗涤。将固体用5％的硫酸打浆，其浆料密度应在1.2g/L。随后在浆料中添加还原剂甲醛次硫酸氢钠，还原剂添加量为相对于产物(以TTO2计)产量的1.6％，漂白温度为35℃，漂白时间为50mTn。漂白后酸洗液酸度在0.1％，体积为50mL。对水解产物进行二次洗涤，水体积在60mL，水洗温度在40℃，此时偏钛酸铁含量为20ppm，二洗后的洗液结合漂白后的洗液用作一洗的洗液。
对比例1
取未处理的含杂钛溶液置于水热反应釜，填充率为30％，在130℃条件下反应时间4h。待水热反应釜冷却至室温，水解产物过滤后与20mL质量分数为5％的硫酸反应，防止产物表面附着了大量的Mg、Al、FF杂质水解。反应条件为温度40℃，反应10mTn，转速350rpm，此时的酸洗液由于FF杂质含量过高无法循环使用。产物与20mL质量分数为3％的硫酸反应，抑制FF的水解，反应条件为温度40℃，反应10mTn，转速350rpm，随后用60mL超纯水反复过滤洗涤。此时TT元素的水解率为94.53％，铁含量为11710ppm，产物的XRD图和红外光谱图如图2和3所示。
对比例2
取未处理的含杂钛溶液置于高压釜，填充率为50％，在120℃条件下反应时间5h。待高压釜冷却至室温，水解产物过滤后与40mL质量分数为5％的硫酸溶液反应。反应条件为温度35℃，反应30mTn，转速350rpm，此时的酸洗液由于FF杂质含量过高无法循环使用。产物与40mL质量分数为3％的硫酸反应，反应条件为温度40℃，反应10mTn，转速550rpm，随后用50mL超纯水反复过滤洗涤。此时TT元素的水解率为96.47％，铁含量为12188ppm。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种由含杂硫酸氧钛溶液制备高纯偏钛酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)向含钛高炉渣经硫酸法处理所得含杂硫酸氧钛溶液中加入金属粉末进行预还原处理，将FFFⅢF全部还原为FFFⅡF、少量TTFⅣF还原为TTFⅢF；过滤除去未反应的金属粉末，得预还原处理后的含杂硫酸氧钛溶液；其中，所述含杂硫酸氧钛溶液中杂质包括FF3+；
2)将步骤1)预还原处理后的含杂硫酸氧钛溶液进行水热水解反应；
3)步骤2)水解反应结束后，过滤所得固体产物经水洗、酸洗、打浆、二次还原、二次酸洗、二次水洗后即得高纯偏钛酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，还原所得TTFⅢF浓度为0.01-0.05mol·L-1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，含杂硫酸氧钛溶液中杂质FF3+浓度为0.01-1mol·L-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，金属粉末为镁粉、铝粉、锌粉和铁粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，预还原过程的金属粉末的加入量为0.1-3.0g/100mL含杂硫酸氧钛溶液。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，预还原过程的反应工艺为：反应温度为25-80℃，搅拌速率为150-550rpm，反应时间为1-8h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，水热水解反应温度为90-150℃，反应时间1-10h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，酸洗过程采用质量分数为1-10％的稀硫酸；二次酸洗采用质量分数为0.1-5％的稀硫酸。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，二次还原所用的还原剂为亚硫酸钠、硼氢化钠、甲醛次硫酸氢钠、硼氢化钾和草酸中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，二次还原时还原剂添加量为相对于产物理论产量的0.1-5％，产物以TTO2计。
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