硫酸浸出赤泥渣回收二氧化钛的研究

《硫酸浸出赤泥渣回收二氧化钛的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.07.006硫酸浸出赤泥渣回收二氧化钛的研究朱国海，王克勤，王皓，张凤林，陈津(太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024)摘要：对硫酸浸出赤泥渣的反应机理进行研究，参照晶粒模型将酸浸过程分为化学反应控制阶段、孔隙率控制阶段和传质扩散速率控制阶段，并通过试验对其进行了分析。通过正交试验考察了酸浸温度、硫酸浓度、酸浸时间和液固比(L/S)对二氧化钛浸出率的影响。最佳浸出条件为：酸浸温度150℃，硫酸浓度9mol/L，酸浸时间2h，L/S=6∶1。在此条件下，二氧化钛的浸出

2、率达到了95.2%。关键词：赤泥；硫酸浸出；二氧化钛；回收；动力学模型；正交试验中图分类号：TF823文献标识码：A文章编号：1007-7545（2012）07-0000-00StudyonRecoveringTitaniumDioxidefromRedMudVitriolLeachedResidueZHUGuo-hai,WANGKe-qin,WANGHao,ZHANGFeng-lin,CHENJin(DepartmentofMaterialScienceandEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology

3、，Taiyuan030024，China)Abstract:Thereactionmechanismofredmudresidueleachedbysulfuricacidwasdiscussedindetail.Withreferencetograinmodel,theacidleachingprocesscouldbedividedintothreestages,i.e.chemicalreactioncontrolstage,porositycontrolstageandmasstransfercontrolstage.Analysis

4、wasconductedontheabovethreestagesbyexperiments.Theeffectsofacidleachingtemperatureandtime,vitriolconcentration,andratioofliquidtosolid(L/S)onleachingrateoftitaniumdioxidewereinvestigatedwithorthogonaltest.Theoptimumleachingconditionsincludingacidleachingtemperatureof150℃,vi

5、triolconcentrationof9mol/L,leachingtimeof2handL/Sof6∶1.Undertheabovementionedconditions,theleachingrateoftitaniumdioxidereaches95.2%.Keywords:redmud;sulfuricacidleaching;titaniumdioxide;recovering;dynamicmodel;orthogonaltest每生产1t氧化铝就会产生1~1.5t赤泥。预计到2015年我国积累的赤泥总量将达到3.5亿t[1]。

6、赤泥本身具有很强的碱性，大量未处理的赤泥对周边的环境会产生恶劣的影响；同时，赤泥本身包含很多可利用成分。而目前我国赤泥的利用仅占总量的4%左右。对赤泥的处理方法主要采取堆场堆放处理、筑坝湿法堆存或者将赤泥脱水干燥后干法堆放[2]。随意的堆放，不仅影响了环境，也造成了资源的浪费。对赤泥的开发利用，必须综合考虑，因为赤泥中含有较多的有价金属元素，若单一地提取某种成分，不仅生产成本大，同时形成的新渣会造成重复的环境污染与资源浪费。对于赤泥中有用成分的提取，可以采用如下流程：通过盐酸浸出的方法提取其中的铁、铝以及稀土元素，盐酸浸出后的渣用硫酸浸出的方

7、法提取其中的钛，剩余的渣经煅烧后成为白炭黑填充料。本文采用硫酸浸出的方法提取盐酸浸出赤泥渣中二氧化钛的反应机理进行研究并得到浸出的最佳条件。1试验部分1.1试验原料试验所用原料为某氧化铝厂拜耳法赤泥经6.5mol/L盐酸浸出提取铁、铝、稀土元素及大部分的钠、钙等以后的固体富钛渣，其主要成分（%）：Al2O39.67、CaO5.67、Fe2O314.21、Na2O2.31、SiO241.04、TiO27.54、灼烧损失18.54。浸出剂为98%分析纯硫酸。1.2试验方法硫酸浸取赤泥渣中二氧化钛的过程是回收二氧化钛的关键，因此研究酸浸反应的动力学

8、对回收二氧化钛具有重要意义。本文先对酸浸过程的反应机理进行讨论，再用试验进行验证，最后采用正交试验法选择出硫酸浸取赤泥渣中二氧化钛的最优条件。反应机理试验：量取6m