一種鹽酸法鈦白粉的酸解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鈦白粉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鹽酸法鈦白粉的酸解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全世界鈦白粉的生產(chǎn)都采用硫酸法或氯化法。硫酸法鈦白制造是采用硫酸酸解鈦礦或鈦渣，產(chǎn)生鈦液(硫酸氧鈦)，再經(jīng)過一系列工藝處理，生產(chǎn)鈦白粉；氯化法鈦白粉制造是利用氯氣產(chǎn)生四氯化鈦，再經(jīng)過一系列工藝處理，生產(chǎn)鈦白粉:鹽酸法鈦白粉的制造經(jīng)過幾十年的探索，目前還沒有工業(yè)化。主要原因是:A、工藝不成熟，鹽酸酸解的鈦液質(zhì)量不好，無法生產(chǎn)顏料鈦白；B、鹽酸的回收利用不徹底，不環(huán)保。
[0003]鈦白粉的生產(chǎn)過程中，必須經(jīng)過酸解、除雜、水解、煅燒等工藝，而酸解和水解是一個(gè)互逆過程，在一定條件下，酸解和水解可能同時(shí)進(jìn)行。在一定條件下，鈦鐵礦中的鈦酸鐵(或氧化鈦鐵，成分及結(jié)構(gòu)復(fù)雜)酸解成為氯化鈦或氯化氧鈦、氯化亞鐵、氯化鐵等物質(zhì)，在一定條件下，氯化鈦或氯化氧鈦又能夠水解成為鈦酸。影響酸解和水解的主要因素是酸度和溫度，酸度越高越促進(jìn)酸解而抑制水解，溫度高則促進(jìn)酸解和水解。鈦白粉行業(yè)內(nèi)將酸解鈦液的“不水解性”定義為鈦液的穩(wěn)定性。
[0004]雖然，有關(guān)鹽酸法鈦白的一些研究成果己經(jīng)出現(xiàn)，但始終未達(dá)到工業(yè)化要求。如四川大學(xué)的公開的專利CN1746126、CN1850617、CN102602991A或CN102602991A，采用的是酸解槽，敞開的酸解槽無法防止HCL的外逸，工業(yè)化時(shí)無法保障生產(chǎn)場(chǎng)地的環(huán)境，鹽酸消耗大；利用的是稀鹽酸酸解，酸解鈦液濃度低，鈦液穩(wěn)定性差。廣州市華昌科技開發(fā)有限公司公開的專利CN1217298及陳澤安公開的專利CN1766137采用的酸解容器盡管都是密閉反應(yīng)釜，但酸解工藝都是稀鹽酸酸解，鹽酸消耗大，鈦液濃度低(80克/升以下)，鈦液穩(wěn)定性差，無法保障工業(yè)化時(shí)的穩(wěn)定生產(chǎn)，且鹽酸的回收及平衡利用非常困難。因此，目前鹽酸法鈦白粉的生產(chǎn)還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種鹽酸法鈦白粉的酸解方法，以生產(chǎn)高濃度(100克/升以上)高穩(wěn)定性(穩(wěn)定性大于200)的鈦液的酸解方法，以利于鹽酸法鈦白粉的工業(yè)化生產(chǎn)，保障工業(yè)化生產(chǎn)能夠持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，同時(shí)利于鹽酸的回收利用。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種鹽酸法鈦白粉的酸解方法，包括以下步驟:
[0008](1)在密閉的HCL發(fā)生器里，先后加入濃度為50wt%-60?丨％的氯化鈣和濃度30wt% _40wt%的鹽酸，加熱到80-120°C，產(chǎn)生HCL和HCL溶液；
[0009](2)在密閉的酸解鍋里，將鹽酸與鈦礦混合，加熱到70_100°C，恒溫2-4小時(shí)；反應(yīng)過程中，不斷加入步驟(1)產(chǎn)生的HCL和HCL溶液，維持所述酸解鍋里的游離鹽酸為18wt%以上；
[0010](3)于酸解終止前，切斷所述酸解鍋與所述HCL發(fā)生器的聯(lián)系；
[0011](4)酸解反應(yīng)終止后，降低溫度，打開所述酸解鍋，加入鐵粉，還原，待鈦液中的三價(jià)鈦達(dá)到0.5克/升時(shí)，放料，取樣分析。
[0012]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其中，步驟(3)中切斷所述酸解鍋與所述HCL發(fā)生器的聯(lián)系后，打開所述酸解鍋的排空閥，將所述酸解鍋里的鹽酸氣體送入HCL吸收系統(tǒng)；打開所述HCL發(fā)生器的排空閥，將所述HCL發(fā)生器的鹽酸氣體送入所述HCL吸收系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其中，步驟(2)中控制反應(yīng)壓力在0.2MPa 以下。
[0014]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其中，步驟(2)中鹽酸與鈦礦重量比為2-5:1。
[0015]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其中，步驟(2)中所述鈦礦磨細(xì)到320目。
[0016]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其中，步驟(2)中加熱到70_100°C，恒溫4小時(shí)。
[0017]本發(fā)明的鹽酸法鈦白粉的酸解方法是利用可能少的鹽酸在一定條件下對(duì)鈦礦或鈦渣進(jìn)行酸解，以降低鹽酸消耗；用盡可能高的鹽酸濃度進(jìn)行酸解，以保障反應(yīng)產(chǎn)物(鈦液)里的游離鹽酸濃度，提高鈦液的穩(wěn)定性，防止或減少鈦液在酸解的同時(shí)水解，提高鈦白粉的質(zhì)量及鈦白粉生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。
[0018]本發(fā)明有益效果:
[0019]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，在密閉酸解鍋容器里反應(yīng)酸解，有效地解決了鹽酸的揮發(fā)問題，及時(shí)補(bǔ)充HCL或鹽酸，可以保障反應(yīng)時(shí)鹽酸濃度，特別是游離鹽酸的濃度，防止或減少酸解時(shí)鈦液水解，提高鈦液的穩(wěn)定性；在密閉酸解鍋容器里反應(yīng)酸解，可以提高反應(yīng)溫度和壓力，提高酸解速度和酸解率，從而降低鹽酸和鈦礦的消耗。
[0020]本發(fā)明所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，酸解后的鈦液及HCL發(fā)生器產(chǎn)生的多余HCL或鹽酸得到回收，降低鹽酸消耗。
[0021]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下實(shí)施例中鈦礦為攀枝花鈦礦，含量為:二氧化鈦45.6wt%。
[0023]實(shí)施例1
[0024]—種鹽酸法鈦白粉的酸解方法，包括以下步驟:
[0025](1)在密閉的50升的HCL發(fā)生器里，先后加入濃度為60被％的氯化鈣10公斤和濃度36wt%的鹽酸10升，加熱到120°C，產(chǎn)生HCL和HCL溶液；
[0026](2)在密閉的100升的酸解鍋里，加入30升36wt%鹽酸和磨細(xì)到320目的10公斤攀枝花鈦礦混合，2小時(shí)內(nèi)加熱到100°C，恒溫4小時(shí)，控制反應(yīng)壓力在0.2MPa以下；反應(yīng)過程中，通過管道不斷加入步驟(1)產(chǎn)生的HCL和HCL溶液，維持酸解鍋里的游離鹽酸為18wt%以上；
[0027](3)于酸解終止前，切斷酸解鍋與HCL發(fā)生器的聯(lián)系；打開酸解鍋的排空閥，將酸解鍋里的鹽酸氣體送入HCL(鹽酸)吸收系統(tǒng)；打開HCL發(fā)生器的排空閥，將HCL發(fā)生器的鹽酸氣體送入所述HCL (鹽酸)吸收系統(tǒng)，HCL發(fā)生器里反應(yīng)后的溶液通過濃縮等處理后回用；
[0028](4)酸解反應(yīng)終止后，降低溫度到70°C，打開酸解鍋，加入鐵粉600克，還原，待鈦液變?yōu)樽仙?0分鐘，鈦液中的三價(jià)鈦達(dá)到0.5克/升時(shí)，放料，取樣分析。
[0029]取樣分析結(jié)果:鈦液濃度為:二氧化鈦146.5克/升，鈦液穩(wěn)定性大于200。
[0030]實(shí)施例2
[0031](1)在密閉的50升的HCL發(fā)生器里，先后加入濃度為50被％的氯化鈣10公斤和濃度36wt%的鹽酸10升，加熱到120°C，產(chǎn)生HCL和HCL溶液；
[0032](2)在密閉的100升的酸解鍋里，加入40升36wt%鹽酸和磨細(xì)到320目的10公斤攀枝花鈦礦混合，2小時(shí)內(nèi)加熱到80°C，恒溫4小時(shí)，控制反應(yīng)壓力在0.2MPa以下；反應(yīng)過程中，通過管道不斷加入步驟(1)產(chǎn)生的HCL和HCL溶液，維持酸解鍋里的游離鹽酸為18wt%以上；
[0033](3)于酸解終止前，切斷酸解鍋與HCL發(fā)生器的聯(lián)系；打開酸解鍋的排空閥，將酸解鍋里的鹽酸氣體送入HCL(鹽酸)吸收系統(tǒng)；打開HCL發(fā)生器的排空閥，將HCL發(fā)生器的鹽酸氣體送入所述HCL (鹽酸)吸收系統(tǒng)，HCL發(fā)生器里反應(yīng)后的溶液通過濃縮等處理后回用；
[0034](4)酸解反應(yīng)終止后，降低溫度到70°C，打開酸解鍋，加入鐵粉600克，還原，待鈦液變?yōu)樽仙?0分鐘，鈦液中的三價(jià)鈦達(dá)到0.5克/升時(shí)，放料，取樣分析。
[0035]取樣分析結(jié)果:鈦液濃度為:二氧化鈦106.5克/升，鈦液穩(wěn)定性大于200。
[0036]實(shí)施例3
[0037](1)在密閉的50升的HCL發(fā)生器里，先后加入濃度為50被％的氯化鈣10公斤和濃度36wt %的鹽酸10升，加熱到80°C，產(chǎn)生HCL和HCL溶液；
[0038](2)在密閉的100升的酸解鍋里，加入30升36wt%鹽酸和磨細(xì)到320目的12.5公斤攀枝花鈦礦混合，2小時(shí)內(nèi)加熱到100°C，恒溫4小時(shí)，控制反應(yīng)壓力在0.2MPa以下；反應(yīng)過程中，通過管道不斷加入步驟(1)產(chǎn)生的HCL和HCL溶液，維持酸解鍋里的游離鹽酸為18wt%以上；
[0039](3)于酸解終止前，切斷酸解鍋與HCL發(fā)生器的聯(lián)系；打開酸解鍋的排空閥，將酸解鍋里的鹽酸氣體送入HCL(鹽酸)吸收系統(tǒng)；打開HCL發(fā)生器的排空閥，將HCL發(fā)生器的鹽酸氣體送入所述HCL (鹽酸)吸收系統(tǒng)，HCL發(fā)生器里反應(yīng)后的溶液通過濃縮等處理后回用；
[0040](4)酸解反應(yīng)終止后，降低溫度到70°C，打開酸解鍋，加入鐵粉900克，還原，待鈦液變?yōu)樽仙?0分鐘，鈦液中的三價(jià)鈦達(dá)到0.5克/升時(shí)，放料，取樣分析。
[0041]取樣分析結(jié)果:鈦液濃度為:二氧化鈦169.5克/升，鈦液穩(wěn)定性大于200。
[0042]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在密閉的HCL發(fā)生器里，先后加入濃度為50wt%_60wt%的氯化鈣和濃度30wt% _40wt%的鹽酸，加熱到80-120°C，產(chǎn)生HCL和HCL溶液； (2)在密閉的酸解鍋里，將鹽酸與鈦礦混合，加熱到70-100°C，恒溫2-4小時(shí)；反應(yīng)過程中，不斷加入步驟(1)產(chǎn)生的HCL和HCL溶液，維持所述酸解鍋里的游離鹽酸為18wt%以上; (3)于酸解終止前，切斷所述酸解鍋與所述HCL發(fā)生器的聯(lián)系； (4)酸解反應(yīng)終止后，降低溫度，打開所述酸解鍋，加入鐵粉，還原，待鈦液中的三價(jià)鈦達(dá)到0.5克/升時(shí)，放料，取樣分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其特征在于:步驟(3)中切斷所述酸解鍋與所述HCL發(fā)生器的聯(lián)系后，打開所述酸解鍋的排空閥，將所述酸解鍋里的鹽酸氣體送入HCL吸收系統(tǒng)；打開所述HCL發(fā)生器的排空閥，將所述HCL發(fā)生器的鹽酸氣體送入所述HCL吸收系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其特征在于:步驟(2)中控制反應(yīng)壓力在0.2MPa以下。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其特征在于:步驟(2)中鹽酸與鈦礦重量比為2-5:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其特征在于:步驟(2)中所述鈦礦磨細(xì)到320目。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的鹽酸法鈦白粉的酸解方法，其特征在于:步驟(2)中加熱到70-100°C，恒溫2-4小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鹽酸法鈦白粉的酸解方法，包括以下步驟：(1)在密閉的HCL發(fā)生器里，先后加入氯化鈣和鹽酸，加熱到80-120℃，產(chǎn)生HCL和HCL溶液；(2)在密閉的酸解鍋里，將鹽酸與鈦礦混合，加熱到70-100℃，恒溫2-4小時(shí)；反應(yīng)過程中，不斷加入步驟(1)產(chǎn)生的HCL和HCL溶液，維持酸解鍋里的游離鹽酸為18wt％以上；(4)酸解反應(yīng)終止后，降低溫度到70℃，打開酸解鍋，加入鐵粉，還原，放料，取樣分析。本發(fā)明所述鹽酸法鈦白粉的酸解方法，提高了鈦的酸解率，降低了鹽酸用量，提高了酸解鈦液的穩(wěn)定性，防止了酸解鈦溶液在酸解過程中的早期水解，有利于高品質(zhì)鈦白粉的制造。
【IPC分類】C01G23/053
【公開號(hào)】CN105271396
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510696092
【發(fā)明人】胡飛躍, 張文華, 陳德嶺, 張洪順
【申請(qǐng)人】云南千盛實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日