钛矿钛渣中主痕量元素对成品的影响

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1、钛矿钛渣中主痕量元素对成品的影响一、钛铁矿和富钛料（钛渣）的品质评价1.1钛铁矿又名含钛铁矿或尖钛铁矿，是所有含钛矿物中分布最广、开采量最大、对硫酸法生产钛白最有工业价值的矿石。钛铁矿通常以偏钛酸亚铁FeTiO3表示，理论含量为：Fe36.8%，Ti31.6%，O31.6%。其实钛铁矿是一种复杂的氧化矿物，不管怎样清洗，总还有数十种元素。这是由钛的特性所决定的。它与氧有很强的化学亲和力，其离子半径、第一电离能和负电性与一些常见的化学元素很接近，致使铁、钒、镁、铝、铬、铌、锆、稀土等成为钛的经常伴生着，加上钛铁矿生成条件的不同，而含有诸如铁、锰、钒、铝、铬等元素数量不等的类质同象的混入物。可用化

2、学分析或光谱分析来查定其化学组成。1.2富钛料（钛渣）从本质上讲很好的溶解于硫酸中，简化了钛白工艺过程，是硫酸法生产钛白的理想原料之一。从硫酸法分解钛铁矿的角度来说，评价钛铁矿和富钛料品质优劣的主要依据如下。（1）二氧化钛的品位高低及其中所含金红石组分的多少。二氧化钛品位低，会增加硫酸的耗用量，并给生产工艺带来麻烦，直至影响成品的质量和产，是使用化学方法，通过不同的手段将铁除去，以制得与天然金红石相似的二氧化钛浓缩物。对于硫酸法钛白生产有实际意义的对于没有明显金红石结构，易于酸溶的富钛料和钛精矿的电炉钛渣经过高温还原、电冶和急剧冷却，虽然二氧化钛含量只有70~75%但却能量。金红石组分不能被硫

3、酸分解，留存在残渣中损失掉，从而降低了酸解率。（2）FeO/Fe2O3比值大小。氧化铁品位的变化涉及到硫酸的消耗量、还原剂的用量和酸解反应的效果，沉降工艺也会受到影响，往往由于对氧化铁量的重视不够，会造成发生事故。为控制酸解反应，有时需要人为地调整FeO/Fe2O3的比值。（3）有害杂质元素的含量。在硫酸法生产流程中，对铬、钴、铜、锰、钒、铅、锑、锡、铌、磷等有害元素尚没有有效地去除方法。这些杂质直接影响二氧化钛的外观、颜色及其某些应用性能。（4）Al2O3和SiO2的含量。由于它们在酸中的胶性体质，对酸解产物的质量和钛液的沉降效果有极大的影响。（5）含可溶于硫酸的矿物的种类和数量，以及它们对

4、生产工艺及成品质量的影响。任何钛铁精矿都不是由单一的钛铁矿物组成的，这点往往被忽略。（1）外观颜色。可帮助鉴别其中金红石、锐钛矿，板钛矿及钛铁矿中含铁等元素的多寡，并依此确定相应的酸解工艺。（2）反应活化能值。这决定酸解反应的诱导条件。生产不同用途与规格的二氧化钛产品时，对钛铁矿或富钛料的杂质种类和含量有不同的要求。所以，必须分别对待、严格控制。一、矿物中杂质控制范围钛铁矿精矿一般都是由数量不等的钛铁矿、磁性矿物、非磁性矿物和脉石所组成，其中有些矿物能不同程度的被硫酸分解，使其所含的有害杂质如铌、钒、锑、锰、铬、铝、硅、磷、铜、铅、铈和稀土元素等进入钛液。为稳定工艺，制造优质二氧化钛，通常对矿

5、物中所含主要杂质控制在下列范围内：P2O5<0.3%(某些品种<0.025%)；Cr2O3<0.03%;Nb2O3<0.2%;Al2O3<1%;MnO<1.5%;V2O5<0.5%;SiO2<1%。2.1钛铁矿品质是决定酸解分解操作的先决条件。在酸解过程中，除了钛、铁、锰、钒等化合物被分解外，大部分铝、镁、铬、铌、铜等化合物也同时被硫酸分解，就是硅化合物也有1%左右被分解。因而得到的浸取液中也带有少量这些杂质的硫酸盐或磷酸盐。混在浸取液中的还有铝、硅和钛等的溶胶以及未分解的钛铁矿、脉石等不溶物。2.2钛液的水解是二氧化钛组分从液相（钛液）重新转变为固相（偏钛酸）的过程，从而与母液中的可溶性杂质

6、分离以提纯二氧化钛。在钛白生产的实践中，发现钛铁矿中磷化合物，在酸解时以磷酸盐的形态转入钛液中，因此，在生产中必须控制原料钛铁矿的含磷量不超过0.02%。2.3偏钛酸水洗主要是利用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固分离，达到除去可溶性杂质及含有铁、铬、钒、铜、锰等氧化物的杂质离子。偏钛酸的漂洗主要是去除硫酸法生产钛白中主要金属杂质铁，使成品中的铁大致在0.003%以下。同时也能去除部分偏钛酸中吸附的其它有害杂质，如铬和钒。2.4偏钛酸煅烧时，除脱水和脱硫外，最主要的是晶型转化和粒子成长两个过程，具有颜料性能的钛白粉有锐钛型及金红石型两种晶型。偏钛酸中的杂质对相转变有很大的影响，据饭田义

7、男等人的研究，在一些带色的金属氧化物中，氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化锆、氧化锰等对转化有促进作用，特别是氧化铜影响最大；氧化钨、氧化钠起阻碍作用，这些杂质在偏钛酸中往往是痕量存在的。高温煅烧时，二氧化钛会与许多杂质元素反应生成钛酸盐或形成固溶物。据研究，二氧化钛与锑、钒、铀、锂、镁、锌、锰（Ⅱ）、铁（Ⅱ）、铁（Ⅲ）、钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）、铜（Ⅱ）、铝、镓、钛（Ⅲ）、铬（Ⅲ）、锰（Ⅲ）等元素的氧化物形