稀鹽酸選擇性浸出改性鈦渣制備富鈦料的研究.pdf

1、論文研究了用攀鋼改性鈦渣制備高級(jí)富鈦料的技術(shù).針對(duì)攀鋼改性鈦渣物相結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出用稀鹽酸選擇性除去雜質(zhì)制備高品質(zhì)富鈦料的技術(shù)路線,并制備出Ti0<,2>品位為91.2﹪,MgO+CaO含量小于1.5﹪的高級(jí)富鈦料,滿足作為生產(chǎn)氯化法鈦白和海綿鈦的原料要求.改性鈦渣進(jìn)行X-射線衍射和掃描電鏡分析表明,改性鈦渣主要由金紅石型Ti0<,2>、鈦鐵礦(FeTi0<,3>)和分解的玻璃質(zhì)硅酸鹽組成.金紅石型Ti0<,2>不與鹽酸發(fā)生反應(yīng),鈦鐵礦

2、(FeTi0<,3>)和分解的玻璃質(zhì)硅酸鹽相能溶于鹽酸中,從而實(shí)現(xiàn)鹽酸選擇性除去雜質(zhì),提高Ti0<,2>品位.鹽酸浸出改性鈦渣的熱力學(xué)分析表明,在25℃~140℃之間的溫度下,改性鈦渣的主要化學(xué)成分MgTi<,2>0<,5>、FeTi0<,3>、MgO、FeO、A1<,2>0<,3>、CaO和Fe與鹽酸反應(yīng)的△G°值都小于零.因此,上面的化學(xué)成分在25℃~140℃間都能與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng).但由于這些化學(xué)成分并不是完全單獨(dú)存在,而是脈絡(luò)般

3、分布于鈦渣中,這對(duì)鹽酸浸出速率和浸出效果產(chǎn)生很大的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明,在常壓條件下,浸出反應(yīng)速率緩慢,鹽酸除去雜質(zhì)能力差,浸出渣達(dá)不到用作氯化法鈦白原料的要求.鹽酸浸出改性鈦渣的動(dòng)力學(xué)研究表明,浸出反應(yīng)符合用"未反應(yīng)核縮減模型"處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到浸出反應(yīng)的表觀活化能為62.56kJ/mol,從而推斷化學(xué)反應(yīng)為控制步驟.由于浸出反應(yīng)的表觀活化能很高,使浸出反應(yīng)的速率常數(shù)降低.要提高浸出反應(yīng)的速率和浸出效果,需要提高鹽酸濃度和浸出溫度,攪拌

4、對(duì)浸出反應(yīng)速率沒(méi)有影響.試驗(yàn)考察了鹽酸濃度,浸出溫度,浸出時(shí)間和礦酸比對(duì)浸出效果的影響.通過(guò)條件試驗(yàn)和正交試驗(yàn),得到影響浸出效果最主要因素是鹽酸濃度,其次是反應(yīng)溫度,最后是礦酸比和反應(yīng)時(shí)間.最佳工藝條件為:鹽酸濃度為20﹪,反應(yīng)溫度145℃,反應(yīng)時(shí)間7h,礦酸比為1:2.在最佳試驗(yàn)條件下,得到浸出渣中Ti0<,2>品位由73.87﹪提高到90﹪以上,雜質(zhì)CaO+MgO的含量小于1.5﹪,浸出渣主要由金紅石相(Ti0<,2>)和少量的Si