用废盐酸从改性高钛渣中浸出钛的试验研究.pdf

第 卷第 期（总第 期） 年 月 湿法冶金 Hydrometallurgy of China Vol No （Sum ） Aug 用废盐酸从改性高钛渣中浸出钛的试验研究 张风平 ， 徐本军 ， 黄彩娟 （贵州大学 材料与冶金学院 ， 贵州 贵阳 ） 摘要 ： 研究了在常温常压下用废盐酸从高温焙烧改性的高钛渣中浸出钛 ， 考察了废盐酸质量浓度 、 温度 、 反应 时间 、 液固体积质量比对钛浸出率的影响 。 试验结果表明 ： 改性剂与高钛渣质量比为 ， 在 下焙 烧 h 对高钛渣进行改性 ， 然后用浓度为 molL 的废盐酸在温度 下搅拌浸出 h ， 控制液固体积质 量比为 ， 钛浸出率为 ， 浸出效果较好 。 关键词 ： 高钛渣 ； 改性 ； 焙烧 ； 废盐酸 ； 浸出 ； 钛 中图分类号 ： TF ； TF 文献标志码 ： A 文章编号 ： （） DOI ： j cnki sfyj 收稿日期 ： 基金项目 ： 贵阳市科技计划项目（筑科合同 号） ； 贵州大学研究生创新基金资助项目（研理工 ） 。 作者简介 ： 张风平（ ） ， 男 ， 安徽宿州人 ， 硕士研究生 ， 主要研究方向为冶金工程 。 Email ： qq com 。 通信作者 ： 徐本军（ ） ， 男 ， 贵州贵阳人 ， 博士 ， 副教授 ， 主要研究方向为湿法冶金 。 Email ： qq com 。 纳米二氧化钛作为一种新型抗紫外线剂 、 光 催化剂 、光电效应剂等在气体净化 、 抗菌防毒 、 脱 臭 、 水处理 、 防污 、 汽车面漆耐候抗老化方面有广 阔的应用前景 。 高钛渣是电炉熔炼钛精矿时 的主要副产品 ， 主要物相有金红石 、黑钛石固溶 体 、 塔基石固溶体和硅酸盐玻璃体等 。 酸解高钛 渣可以获得钛盐溶液 ， 酸解方法主要有硫酸法 和盐酸法 ， 其中盐酸法对原料品位要求较高 ， 多采用加压条件 ， 对设备腐蚀也较大 。 试验研究 了在常压下用废盐酸直接浸出高温焙烧改性的高 钛渣 ， 以充分利用废盐酸并从高钛渣中浸出钛 。 1 试验部分 1 1 原料及设备 试验所用的酸溶性高钛渣的主要成分见表 。 废盐酸浓度为 molL ，为工业废酸 。 NaCO为分析纯试剂 。 表 1 酸溶性高钛渣主要化学成分的质量分数 TiO FeOSiO4CaOMgO L ? ? J 试验所用主要设备有 PL 电子天平 ， DF Z 集热式恒温加热磁力搅拌器 ， 真空抽滤机 ， 烘箱 ， AC 电子万用电炉 ， TAS 原子吸收 分光光度计 。 1 2 试验原理与方法 高钛渣的物相主要为 TiO与 Fe、 Ca 、 Si 等杂 质组成的黑钛石固溶体 ， 其物相组成较复杂 ， 即使 在较高温度下也很难溶于盐酸 。 将高钛渣按 的质量比加入改性剂 ， 然后在 下焙烧 h ， 可以将黑钛石中的大部分 TiO、Fe 转化为不 同形式的钛酸盐及铁酸盐 ， 这两种物质在一定温度 下可溶于盐酸 ； 高钛渣中没有发生改性反应的部 分 TiO在浸出后与 SiO一起富集于浸出渣中 。 浸出过程中发生的主要反应如下 ： NaxTiOy xHClHxTiOy xNaCl ， NaxFeOy xHClHxFeOy yNaCl 。 称取焙烧后的改性渣 g ， 倒入装有一定体 积的废盐酸的烧瓶中 ， 一定温度下浸出一定时间 后过滤 ， 对滤渣洗涤 、 烘干 ， 测定钛质量分数 ， 计算 钛浸出率 。 2 试验结果与讨论 2 1 废酸浓度对钛浸出率的影响 试验条件 ： 浸出温度为 ， 浸出时间为 h ， 第 卷第 期张风平等 ： 用废盐酸从改性高钛渣中浸出钛的试验研究 钛渣粒度 目 ， 固液质量体积比为 。 废酸质 量浓度对钛浸出率的影响试验结果如图 所示 。 图 1 废盐酸浓度对钛浸出率的影响 由图 看出 ： 随盐酸浓度升高 ， 钛浸出率生 高 ； 盐酸浓度高于 molL 后 ， 钛浸出率变化不 大 。 酸浓度增大至一定程度后不再对化学反应有 影响 ， 而工业废盐酸的浓度一般为 molL 左 右 ， 所以 ， 确定浸出钛的适宜的盐酸浓度为 molL 。 2 2 温度对钛浸出率的影响 废盐酸浓度为 molL ， 浸出时间为 h ， 高 钛渣粒度为 目 ， 固液质量体积比为 ， 浸出 温度对钛浸出率的影响试验结果如图 所示 。 图 2 温度对废盐酸浸出钛的影响 由图 看出 ， 温度对钛的浸出影响较大 ： 低温 时 ， 随温度升高 ， 钛浸出率增大 ； 当温度提高至 后 ， 随温度再升高 ， 钛浸出率反而下降 。 这是因 为改性高钛渣酸解过程中还伴随钛盐的水解反 应 ， 随温度升高 ， 钛盐的水解反应加剧 ， 使溶解的 钛又沉淀到渣中 ， 造成钛浸出率降低 。 适宜的温 度确定为 。 2 3 浸出时间对钛浸出率的影响 废盐酸浓度为 molL ， 温度为 ， 钛 渣粒度为 目 ， 固液质量体积比为 ， 浸出 时间对钛浸出率的影响试验结果如图 所示 。 可 以看出 ， 浸出时间在 h 范围内 ， 钛浸出率变 化不大 ， 浸出 h 时 ， 钛浸出率最高为 。 综合考虑 ， 确定浸出时间以 h 为宜 。 图 3 浸出时间对钛浸出率的影响 2 4 钛渣粒度对钛浸出率的影响 废盐酸浓度为 molL ， 温度为 ， 浸 出时间为 h ， 固液质量体积比为 ， 钛渣粒度 对钛浸出率的影响试验结果如图 所示 。 图 4 钛渣粒度对钛浸出率的影响 由图 看出 ， 随钛渣粒度减小 ， 钛浸出率显著 升高 。 因为盐酸分解高钛渣属于固液反应 ， 反应 发生在固体颗粒表面 ， 随颗粒粒度减小 ， 颗粒比表 面积增大 ， 反应几率增大 ， 钛浸出率提高 ； 但颗粒 粒度太小 ， 对磨矿等预处理的要求就会提高 ， 而且 生产成本增大 ： 所以 ， 颗粒粒度以 目为宜 ， 此 时钛浸出率为 左右 。 2 5 液固体积质量比对钛浸出率的影响 废盐酸浓度为 molL ， 温度为 ， 浸 出时间为 h ， 钛渣粒度为 目 ， 液固体积质量 比对钛浸出率的影响试验结果如图 所示 。 可以 看出 ： 随液固体积质量比增大 ， 钛浸出率提高 ； 液 固体积质量比增大至 后 ， 钛浸出率变化不明 显 。 当反应达到平衡时 ， 液固体积质量比较小的 湿法冶金 年 月 体系中盐酸的量较低 ， 反应程度也较低 ； 而液固体 积质量比提高至一定程度后 ， 盐酸的量不再对反 应有控制性影响 ， 所以钛浸出率变化不大 。 综合 考虑 。 较适宜的液固体积质量比确定为 。 图 5 液固体积质量比对钛浸出率的影响 3 结论 高钛渣通过改性焙烧 ， 其中的钛物相金红石 及黑钛石固溶体转化成钛酸钠和铁酸钠等 ， 这些 物质易于用热盐酸浸出 。 高钛渣改性焙烧时须添 加改性剂 ， 其与高钛渣的配比为 ， 最佳焙 烧温度为 ， 焙烧时间为 h 。 改性高钛渣用 废盐酸浸出 ， 最佳条件下 ， 钛浸出率可达 ， 浸出效果较好 。 参考文献 ： 赵巍 ， 李强 年中国钛矿及海绵钛市场概述J 钛工业 进展 ， l ， （） ： 王向东 ， 逯福生 ， 贾翔 ， 等 年中国钛工业发展报告J 钛工业进展 ， l ， （） ： 孙康 钛提取冶金物理化学M 北京 ： 化学工业出版社 ， ： 邓科 盐酸法钛白粉的工艺研究 J 中国氯碱 ， ， （） ： 田福祯 以高钛渣为原料的盐酸法 ： 纳米二氧化钛制备新工 艺J 新材料产业 ， （） ： 徐本军 ， 张莹 ， 唐道文 ， 等 酸溶性钛渣改性条件与机制研究 J 湿法冶金 ， ， （） ： 邓科 ， 唐勇 ， 孙永贵 ， 等 氯化法钛白粉的生产工艺与技术经 济分析J 中国氯碱 ， （） ： Experimental Investigation on Leaching of Titanium From Modified Titanium Slag ZHANG Fengping ， XU Benjun ， HUANG Caijuan （College of Materials and Metallurgy ， Guizhou University ， Guiyang ， China） Abstract ： The titanium slag was roasted at high temperature with modifier The roasted slag was leached using waste hydrochloric acid at normal atmosphere The influence of hydrochloric acid concentration ， temperature ， reaction time and liquidsolid ratio on leaching of titanium from the roasted slag were examined The results show that the optimum leaching conditions are that hydrochloric acid concentration is molL ， temperature is ， reaction time is h ， liquidsolid ratio is ， and the slag particle size is mesh which is roasted for h at with modifier The leaching of titanium is at the optimum conditions Key words ： titanium slag ； modified ； roasting ； waste hydrochloric acid ； leaching ； titanium 用离子交换法从加氢脱硫废催化剂的硫酸浸出液中回收高纯钼和钒 加氢脱硫废催化剂的硫酸浸出液中含有钼 、 钒 、钴 、 镍及铁和铝 。 为了从这种溶液中回收高纯钼 、 钒 ， Thi Hong Nguyen 等用强阴离子交换树脂（AGx）和合成硫酸溶液进行了批次和连续离子交换试 验 。 批次试验结果表明 ， 通过调整溶液 pH 分别为 和 ， 用 AGx 从硫酸溶液中分离高纯钼 、 钒 是可能的 ， 柱式试验结果证实了这一点 。 然后用 NaOH 淋洗负载在树脂上的钼 、钒 ， 钼 、 钒溶液的纯度 都高达 。 淋洗之后 ， 再用 NaCl 溶液将 AGx 从氢氧型转到氯型 ， AGx 得到再生 。 刘艳 摘译自枟Hydrometallurgy枠 ， ， ：