硫酸法钛白生产中钛铁矿的选择与准备

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1、硫酸法钛白生产中钛铁矿的选择与准备原则上岩矿(原生矿)和砂矿(次生矿)都能用于硫酸法的钛白粉生产。但是钛铁矿的组成很复杂，它与矿石的成因、类型、共生结构有关，既使在同一矿床内的钛铁矿，也因风化、蚀变的程度不同，使用效果也不同。因此选择好钛铁矿是生产出高质量产品的首要工作。一般选择钛铁矿时要特别注意如下几点。a.二氧化钛的品位高低是选择钛铁矿时首先要考虑到的因素，它直接影响工厂的收率和成本。二氧化钛品位过低，不仅要增加矿的消耗，而且还要多消耗硫酸，由于二氧化钛含量低，矿中的非钛杂质就高，使生产中的沉淀、

2、净化过程变得复杂困难，一般矿中的二氧化钛含量应不低子47%。但是二氧化钛含量太高(60%以上)，酸解的难度增大，通常二氧化钛含量高的钛铁矿(特别是次生矿)一般都含有少量的金红石，金红石不溶于硫酸，最后在沉淀时与废渣一道排掉，使酸解率降低。b.二氧化钛的品位高低，主要涉及经济和消耗定额而钛铁矿中的FeO/Fe2O3的比值大小直接影响酸解的操作和安全。因为lmol的Fe2O3与硫酸起反应要比lmolFeO与硫酸反应多生成20KJ的热量，所以Fe2O3含量高的钛铁矿反应时放热量大、反应激烈、容量发生冒锅事故

3、，而且在浸取还原时要多消耗铁屑和硫酸。国内某厂曾经计算过Fe2O3含量每增加1%，每吨钛铁矿仅多消耗的硫酸和铁粉的价值就达9.85元(1998年物价)。c.控制钛铁矿中有害杂质的含量是提高产品质量(白度、消色力)的关键因素之一。由于钛铁矿中的某些杂质通过一般的选矿方法很难除去，作为钛白粉生产者要注意控制矿中的有害杂质的含量。这些有害杂质主要是铬、钴、锰、钒、铅、铜、铌、锡、铈、稀土元素等过渡金属元素。上述元素在钛铁矿中通常以氧化物、砷化物、硫化物和磷酸盐的形式存在，在酸解时成为硫酸盐而溶解到钛液中，通

4、过一般的重力沉降方法不能完全除掉，在水解时它们又沉淀、吸附到水合二氧化钛的表面，最后在煅烧时又变成氧化物而显色。如:Cr2O3含量超过1.5mg/kg时，产品即显淡黄色，V2O5含量超过70mg/kg时也能使产品色相发灰，Cr、Ni是公认的除铁以外最容易产生光敏现象的有害杂质，Pb和Cu的含量在冶金和电容器钛白粉生产中有严格的规定，Nb含量高则不适用于生产搪瓷用钛白粉，而且Nb2O5与Sb2O3反应会产生黄相，其他Mn,Pb、Co等的含量都不能过高。d.A12O3,SiO2,MgO,CaO,S,P等非

5、金属杂质虽然对产品的白度没有多大的影响，但是它们在酸解时(特别是SiO2和A12O3会形成胶体，严重影响钛液的沉降和净化效果，给产品质量和收率导至不良的后果。CaO和MgO含量过高，在酸解时会形成体积庞大的硫酸钙和硫酸镁的沉淀，影响沉降效果和泥渣中钛液的回收率。硫含量过高会腐蚀设备，在酸解时会产生有毒的硫化氢气体，硫、磷含量过高还会对电焊条和搪瓷用钛白粉带来不良的影响，因为硫会使电焊条焊出来的焊缝有热脆性，而磷相反会使焊缝产生冷脆性。为了能生产出高质量的钛白粉，钛铁矿中的杂质含量最好不要超过以下范围。

6、Fe2O3＜13%、Cr2O3＜0.03%、MnO＜1.5%、Nb2O5＜0.2%、V2O5＜0.5%、S＜0.2%、A12O3＜1%、SiO2＜1%、P2O5＜0.025%、金红石＜0.5%。以上杂质含量可以通过常规化学分析或光谱分析测定。通常外观带红、黄相有明显泥砂的矿肯定不是好矿。此外通过判断铁、钛氧化物以外的杂质含量多少，也能鉴别钛铁矿的质量优劣，一般情况下，钛铁矿中的TiO2%+FeO%+Fe2O3%≥94%时，酸解、沉淀操作一般不会有大问题，当然还要考虑矿中的金红石含量的高低。对于氯化法钛

7、白粉钒含量高的矿是不能使用的，因为钒的氯化物在四氯化钛蒸馏时不容易分离干净。不同矿点、不同质量的钛铁矿在使用时要区别对待，不要千篇一律的采用同样的工艺操作，有时不同类型的矿还要根据指标情况搭配使用。国外硫酸法钛白粉工厂的用矿情况一般按TiO2含量低可分为a.TiO2含量71%~85%的酸溶性钛渣(通常南非产的酸溶性钛渣TiO2含量较高，加拿大、挪威产的较低);b.酸溶性钛渣与钛铁矿的混合矿(TiO2含量60%~70%);c.普通钛铁矿(TiO2含量45%~59%)。我国硫酸法钛白粉工厂的用矿类型属于c

8、类。表1为世界钛白粉工厂(不含中国)的用矿类型的比例。表1世界钛白粉工厂的用矿类型类型矿源及品位工厂数占总能力/%备注硫酸法a类b类c类酸溶性钛渣TiO2,71%~85%钛渣+钛铁矿TiO2,60%~70%钛铁矿TiO2,45%~59%127444822917有5家100kt级的工厂氯化法a类b类c类金红石矿TiO2,90%~85%南非高钛渣混合矿TiO2,85%~89%钛渣与低品位钛矿TiO2,60%~84%14545224820如Kronos工厂如杜