氧化方式对盐酸浸出攀枝花钛铁矿的影响

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1、第10卷第5期过程工程学报Vol.10No.52010年10月TheChineseJournalofProcessEngineeringOct.2010氧化方式对盐酸浸出攀枝花钛铁矿的影响梁相博，吴潘，吕莉，梁斌，李春(四川大学化工学院，四川成都610065)摘要：为获得易萃取分离的三价铁与钛的盐酸溶液，对盐酸浸出焙烧氧化与球磨氧化的攀枝花钛铁矿进行了研究.结果表明，氧化方式对钛铁矿浸出有显著的影响.球磨氧化明显强化了钛铁矿的浸出，钛和铁在20min时的浸出率分别达到93%和97%；焙烧氧化则抑制了矿物特别是钛的浸出，钛和铁在260min后的浸出率分别为40%和94%(浸渣中TiO

2、2含量约为80%).钛铁矿的球磨预氧化是改进和强化现有盐酸法钛白生产工艺的有效途径.关键词：钛铁矿；氧化；盐酸；浸出++中图分类号：TF823;TQ134.11;TQ621.12文献标识码：A文章编号：1009−606X(2010)05−0939−051前言TBP)等可有效地分离三价铁与钛离子.鉴于攀枝花钛铁矿的盐酸浸出液中亚铁浓度高、溶液粘度大，亚铁的攀枝花钛矿是世界上最大的钛矿之一，约占国内钛液相空气氧化速度很慢，本课题组提出了钛铁矿预氧化[1]资源的92.7%.钛矿主要用于制造钛白，钛白的生产后浸出的思路.方法包括硫酸法和氯化法，我国90%以上的钛白采用硫钛铁矿的氧化可采用焙

3、烧氧化和机械球磨氧化两酸法生产.攀枝花钛铁矿酸溶性好，是生产硫酸法钛白[12,13]种方式.研究表明，低温(≤1000℃)下钛铁矿的氧化的优质原料，但硫酸法“三废”量大，每生产1t钛白产物主要是Fe2Ti3O9,TiO2和Fe2O3，而高温(≥1000℃)副产3∼4t绿矾、8∼10t20%左右的水解废酸，且难以利[14]下主要是Fe2TiO5和TiO2.Chen的研究结果表明，钛[2]用，硫酸法正面临日益严峻的环保压力.铁矿的机械球磨氧化反应与焙烧氧化有较大差别.氯化法是较先进的钛白生产工艺，具有流程短、成对预氧化钛铁矿的盐酸浸出也有报道.20世纪70[3]本低、产品质量高等优点，

4、然而氯化法需要高品位的年代，为解决攀枝花矿盐酸法制人造金红石过程中粉化金红石作为原料，由于天然金红石的缺乏导致目前全球[7]严重的问题，周忠华等对浅度焙烧攀枝花钛铁矿(铁氧绝大部分金红石是通过钛铁矿转化获得(称之为人造金[15]化率25%)的酸浸机理进行了研究；Li等对盐酸浸出[4]红石).但采用攀枝花钛铁矿生产人造金红石存在诸机械活化攀枝花钛铁矿制备人造金红石的工艺进行了[5]多问题，由于其钙镁含量高，故不宜采用锈蚀法富集；[16]研究，但所得产品粉化严重；Sasikumar等对盐酸浸该矿风化程度低(主要成分是FeTiO3)，酸溶性好，采用出机械活化钛铁矿的动力学进行了研究.上述

5、研究的主盐酸法制备人造金红石时粉化严重，难用于氯化法的沸要目的是利用酸解反应中耦合的水解反应制备人造金[6,7]腾氯化工序.红石.[8]2002年Verhulst等提出了一条适合低品位钛铁矿本工作拟对盐酸浸出不同氧化方式所得攀枝花钛的盐酸法钛白生产工艺(Altair工艺)，并进行了5t/d的铁矿以制备易萃取分离的盐酸钛液(溶液中铁主要为三中试试验，其主要工序包括：(1)高浓度盐酸低温加压浸价铁)的可行性进行研究.为解释不同氧化矿浸出行为出钛铁矿；(2)两段萃取分离钛液中的钛与亚铁、高铁及的差异，采用多种手段对预氧化钛铁矿及浸渣进行了表其他杂质(主要萃取剂是三正辛基氧化膦，征.Tri

6、octylphosphineoxide,TOPO)；(3)高纯盐酸钛液热解制钛白；(4)氯化(亚)铁等热解回收盐酸.该方法对原料2实验要求低，且盐酸易循环利用，具有良好的工业应用前景.2.1材料与试剂近来本课题组采用Altair工艺研究攀枝花钛铁矿，攀枝花钛铁矿由攀钢集团钛业公司选钛厂提供，其由于TOPO价格极其昂贵，尝试开发新的亚铁离子和钛化学成分见表1.X射线粉末衍射分析表明该矿主要物[9−11]离子分离萃取剂，但迄今还未获得满意结果.有研究相为FeTiO3.本研究采用240∼300目(48∼61µm)的钛铁表明，在盐酸溶液中采用磷酸三丁酯(TributylPhosphate,

7、矿进行实验.收稿日期：2010−07−23，修回日期：2010−09−30基金项目：教育部博士点基金资助项目(编号：20070610125)作者简介：梁相博(1986−)，男，甘肃省正宁县人，硕士研究生，有色金属冶金专业；李春，通讯联系人，Tel:13540731331,E-mail:lichunlailai@sohu.com.940过程工程学报第10卷表1攀枝花钛铁矿的组成亚铁.溶液中钛含量采用硫酸高铁铵氧化还原滴定法测Table1Chemicalcompositi