硫酸法钛白生产中硫酸与铁粉消耗的分析.pdf

《硫酸法钛白生产中硫酸与铁粉消耗的分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第46卷第7期化工技术与开发Vol.46No.72017年7月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryJul.2017硫酸法钛白生产中硫酸与铁粉消耗的分析邓刚（广西蓝星大华化工有限责任公司，广西百色533011）摘要：本文对硫酸法生产钛白工艺中酸解的化学反应进行分析，根据钛铁矿的组分，计算硫酸与铁粉的消耗，为评估不同产地的钛铁矿的经济性提供依据。并提出了通过调整工艺，降低硫酸与铁粉消耗的方法。关键词：硫酸法；钛白；酸解；酸钛比+中图分类号：TQ134.11文献

2、标识码：B文章编号：1671-9905(2017)07-0071-04钛铁矿、硫酸、铁粉是硫酸法钛白粉工艺的主要有助于减少硫酸与铁粉的消耗。原材料，但硫酸、铁粉不进入终端产品，硫酸以25%1酸解的过程和4%的稀废酸，以及FeSO4·7H2O方式排出，企业需花费不菲的代价处理。铁粉与钛铁矿中铁元素一1.1钛铁矿的组成起，转化为FeSO4，60%随废酸处理，40%作为副产钛铁矿的成分复杂，可将TiO2视作FeO·TiO2品FeSO4·7H2O，以极其低廉的价格销售或倒贴外的单独组分，其它元素也以氧化物的

3、形式表示。表运。所以节省硫酸与铁粉的使用量，除了降低成本，1是国内常用钛铁矿中占比较高的成分。金红石更大的意义在于减轻企业的环保压力。含量指以金红石晶型构成的TiO2，它无法被硫酸溶硫酸、铁粉的用量与钛铁矿的组分密切相关，在解出。TiO2不与硫酸反应；其它元素的氧化物，如选择新的矿种时，根据钛铁矿的组分，评估生产成本V2O5、P2O5等所占的比例均很低，本文暂不讨论。的变化，对企业的经营有着重要的意义。在第一道发生化学反应的“酸解”工序，适当调整工艺参数，表1国内常用钛铁矿成分对比矿源TiO2/%F

4、eO/%Fe2O3/%MnO/%MgO/%Al2O3/%CaO/%SiO2/%金红石含量/%攀枝花473850.72.51.10.740.5越南5224.5141.70.61.30.53.51.5澳大利亚5222170.81.91.40.42.52云南473681.90.70.70.8413+3+3+1.2酸解的过程成Ti，通过分析Ti来确定Fe已全部还原。这3+4+3+是因为Fe的被还原势高于Ti，在Fe全部被还将粉碎的钛铁矿与93%~98%的浓硫酸混合4+原后，才轮到Ti被还原。还原结束后，将酸

5、解罐内后加入酸解罐，计量加入25%废硫酸作引发液，利的钛液放到澄清池交下一个工序处理。用稀释放热引发反应。主反应在160~180℃下持国内普遍采用间歇式酸解，由于涉及高温强酸，续5~10min，反应产物逐渐凝结形成固相物；熟化反应物是由浆状到固相物的凝固过程，无法使用机1.5~3h，加大量水进行浸取形成钛液，使Ti、Fe等元3+械式搅拌，因此在酸解罐内均用压缩空气搅拌。素的硫酸盐溶解；加入单质铁粉，将钛液中的Fe2+3+1.3主反应化学方程式全部还原为Fe。由于生产中无法直接分析出Fe4+是否全部被

6、还原，因此铁粉稍过量，少量的Ti还原硫酸分解钛铁矿的反应一般认为是按以下反应收稿日期：2017-04-2572化工技术与开发第46卷-1式进行：很少，约0.13t·t，其余均为酸解消耗。TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O（1）2.1有效酸与F值TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O（2）综合表2各成分的酸耗比，可得到每t矿理论实际在热的浓硫酸反应条件下，Ti(SO4)2仅仅是上的硫酸用量：一个过渡的反应，随即发生如下反应：H2SO4=1.225×TiO2+1.361×FeO+1.

7、838×Fe2O3+1.38×MnO+Ti(SO4)2+H2O=TiOSO4+H2SO42.45×MgO+2.882×Al2O3+1.75×CaO所以反应物可认为只有TiOSO4，即酸解反应按TiO2是有效成分，影响硫酸消耗量的是其它非式（1）进行。钛元素的氧化物含量。在实际生产中，过量的酸有铁的两种主要组成形态FeO、Fe2O3，按下列反益于化学方程式（1）向右进行，提高TiO2的酸解应式进行反应：率。FeO+H2SO4=FeSO4+H2O（3）钛液中的硫酸以3种形式存在：1）与钛结合的Fe2O3

8、+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O（4）硫酸；2）与其它金属结合的硫酸，称为无效酸；3）根据式（1）、（3）、（4），可算出TiO2、FeO、Fe2O3过量的硫酸，称为游离酸。目前的分析方法测的是的酸耗比分别为：H2SO4=1.225×TiO2；H2SO4=1.361×与钛结合的酸与游离酸的总和，称为有效酸。有效FeO；H2SO4=1.838×Fe2O3。FeO是分别分析Fe和酸与钛含量（以TiO2计）的比值称为酸钛比，用F值Fe2O3后计算的，因此也有一些