1.本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法。

背景技術(shù)：

2.我國攀西地區(qū)的鈦資源儲(chǔ)量占全國儲(chǔ)量的90％以上，該地區(qū)的鈦鐵礦主要是共生巖礦。將該礦用于硫酸法生產(chǎn)鈦白粉將會(huì)產(chǎn)生大量的廢硫酸和綠礬廢渣，且該礦不適于作氯化法鈦白粉原料。開發(fā)一種適合于攀西地區(qū)鈦鐵礦的高效、清潔、環(huán)保利用的高檔鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)與工藝，是我國鈦白領(lǐng)域科研工作者幾十年來的心愿，也是解決我國鈦白行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。

3.氯化法和硫酸法為當(dāng)今世界上生產(chǎn)鈦白粉的兩個(gè)主要工藝流程。硫酸法包括采用原生鈦鐵礦或酸溶性高鈦渣進(jìn)行酸解、溶解、(濃縮結(jié)晶)、水解、水洗、漂白、加晶種煅燒等步驟，最終制得鈦白粉。盡管硫酸法污染較大，但其工藝成熟，對(duì)原料要求低，且成本較低，所以攀西地區(qū)乃至中國主要還是以硫酸法為主生產(chǎn)鈦白粉。氯化法所導(dǎo)致的環(huán)境污染比硫酸法少得多，但是產(chǎn)生的氯化渣廢棄物毒性作用更大，需經(jīng)過深井填埋處理。氯化法對(duì)原料要求較高，一般要求原料二氧化鈦含量在92％以上、粒度須在200目以上、雜質(zhì)含量低，所以氯化法原料以金紅石為主。攀西地區(qū)的鈦鐵礦因品位低、雜質(zhì)多、粒度細(xì)，用其制備人造金紅石有諸多工藝難點(diǎn)。

4.鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)是繼硫酸法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)和氯化法生產(chǎn)技術(shù)之后的第三代鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)，它具有氯化法清潔生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)比硫酸法對(duì)原料要求更低，它可處理含高染色雜質(zhì)(cr，ni)的鈦精礦。

5.中國專利cn1114949a公開了利用31％工業(yè)鹽酸在磷酸作為催化劑條件進(jìn)行酸解，經(jīng)固液分離后用hcl調(diào)整鈦液鹽酸濃度至9m，經(jīng)tbp/苯萃取，有機(jī)相用0.6m鹽酸洗滌后，再用4m鹽酸反萃得精制鈦液，濃縮精制鈦液后，在有機(jī)劑乙二醇單甲醚和三乙醇胺下，加熱至沸騰進(jìn)行水解，得38～45nm tio2。

6.中國專利cn1217298a公開了在偏鈦酸水解晶種和還原劑存在條件下，用稀鹽酸分解鈦鐵礦并且同步水解成偏鈦酸，再經(jīng)重選分離偏鈦酸與hf除硅、煅燒后獲得金紅石型鈦白粉。

7.中國專利cn1689975a公開了將90％tio2以上的鈦物料與礦化劑焙燒，經(jīng)水洗和過濾的濾餅干燥后，再加入鹽酸酸解得氯化氧鈦溶液，經(jīng)濃縮和萃取除雜后得較純凈的氯化氧鈦溶液，氯化氧鈦溶液在納米晶種條件下水解、固液分離、干燥和煅燒后得納米水合二氧化鈦。

8.中國專利cn1766137a公開了一種鹽酸-萃取法制備金紅石鈦白粉的方法，該方法將鈦鐵礦在50～100℃和礦酸比1:3～9條件下用鹽酸酸解，然后經(jīng)過濾后得鈦液，鈦液經(jīng)還原、冷凍結(jié)晶、萃取和反萃除雜后得四氯化鈦水溶液，四氯化鈦水溶液在加入聚丙烯酰胺或丙烯酸樹脂下水解得4～6μm球型偏鈦酸，再經(jīng)sncl2處理、微波干燥、煅燒、篩分后得4～6μm

金紅石型鈦白粉。

9.中國專利cn102602991a公開了利用15～34％鹽酸在75～105℃條件下對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行酸解，酸解反應(yīng)得到酸解清液用有機(jī)微乳液進(jìn)行萃鈦，酸解清液中的鈦被有機(jī)微乳液中的微乳膜構(gòu)成的微細(xì)液珠收集在內(nèi)，被分離為有機(jī)萃取液與萃余液，得到的有機(jī)萃取液用反萃劑將鈦反萃出，得到的反萃鈦液經(jīng)水解煅燒得到金紅石型鈦白粉。然后采用有機(jī)微乳液的方法除去萃余液中的鐵、鋁、鎂、釩等雜質(zhì)，得再生鹽酸可返回酸解工序。

10.中國專利cn105271396a公開了將30～40％的鹽酸與50～60％cacl2在鹽酸發(fā)生器內(nèi)混合產(chǎn)生的hcl溶液與氣體進(jìn)入酸解鍋內(nèi)對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行酸解，待反應(yīng)完成后降溫和加鐵粉還原過濾后得到鈦液。

11.中國專利cn104263016b，cn87100993a都公開了將鹽酸與hcl氣體在一定壓力下的反應(yīng)釜內(nèi)對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行酸解生成含有鈦鐵離子的鹽酸溶液。

12.我國攀西鈦資源特性非常適合鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝。然而當(dāng)前的鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝，無法實(shí)現(xiàn)鹽酸完全閉路循環(huán)，造成了大量的稀酸和氯化鹽無法處理，難以達(dá)到清潔排放的目的。因此，尋找一種可實(shí)現(xiàn)鹽酸完全閉路循環(huán)的鈦鐵礦酸解液，用于鈦鐵礦酸解具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

13.《本發(fā)明解決的技術(shù)問題》

14.當(dāng)前鈦白礦酸解工藝中存在的問題在于：(1)水平衡問題：鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝需要高濃度鹽酸(hcl≥350g/l)對(duì)鈦鐵礦酸解，同時(shí)還要保持鈦液中有足夠高的剩余鹽酸濃度(hcl≥200g/l)，用以防止氯化氧鈦水解，現(xiàn)在技術(shù)均未公開如何處理工藝中高濃度鹽酸酸解與低濃度再生鹽酸之間的矛盾；(2)生產(chǎn)成本問題：鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的游離鹽酸濃度在170～280g/l的母液(如萃余液、鈦液的水解母液等)都未進(jìn)行綜合利用，這些母液不僅含有較高的游離鹽酸，而且還含有一定量的氯化鹽。直接去酸再生或濃縮導(dǎo)致了高的生產(chǎn)成本。

15.《本發(fā)明采用的技術(shù)方案》

16.針對(duì)上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法。

17.該方法利用鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦(鈦精礦)，將鈦鐵礦中的鈦以tiocl2(氯化氧鈦)形式進(jìn)入溶液，經(jīng)固液分離后生產(chǎn)氯化氧鈦溶液(也稱為鈦液)，氯化氧鈦是生產(chǎn)鈦白粉等的原料。

18.鈦鐵礦酸解是在鹽酸體系中進(jìn)行，鹽酸體系面臨最難的問題是水平衡，因?yàn)樗械穆雀x子是一種最難處理的離子，它無法排放于環(huán)境之中。由于鈦白粉要求雜質(zhì)含量非常低，故要求大量洗滌水，同時(shí)產(chǎn)生大量低鹽度的鹽酸，這將限制鹽酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝的產(chǎn)業(yè)化。利用鹽酸酸解液來酸解鈦鐵礦充分利了低鹽度鹽酸中的氯化鹽，達(dá)到增加鹽酸活度的特性的目的，不僅綜合利用了鹽酸體系中的含鹽鹽酸，而且提高了鈦鐵礦酸解率和縮短酸解時(shí)間。

19.具體內(nèi)容如下：

20.本發(fā)明提供了鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，包括如下步驟：

21.鈦精礦與鹽酸酸解液共混后，在hcl氣氛的密閉容器中酸解，得到酸解漿料；酸解漿料經(jīng)固液分離，得到氯化氧鈦溶液和酸解渣；

22.鹽酸酸解液包括鹽酸、可溶性氯化鹽以及水，鹽酸酸解液來源于氯化氧鈦溶液經(jīng)處理得到二氧化鈦后的副產(chǎn)物。

23.《本發(fā)明的有益效果》

24.1.本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好，如實(shí)現(xiàn)了鹽酸完全閉路循環(huán)，幾乎不產(chǎn)生三廢。

25.2.本發(fā)明采用鹽酸酸解液(鹽酸酸解液中含有更高鹽酸濃度和含鹽的酸解液)，使得其具有更高的酸解速度和鹽酸利用率。

26.3.本發(fā)明的鹽酸酸解液來自于氯化氧鈦水解母液和再生鹽酸，再生鹽酸的濃度只有15～20％，而且鹽酸酸解液中含有40～100g/l氯根離子(cl-)的可溶性氯化鹽。酸解液中的可溶性氯化鹽是為了增加酸解速度和實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中水平衡與鹽酸的閉路循環(huán)。

27.4.本發(fā)明采用鹽酸酸解液對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行酸解，綜合利用氯化氧鈦水解母液制備鹽酸酸解液。鹽酸酸解液含有一定量的可溶性氯化鹽這不僅利用了含可溶性氯化鹽的酸，并使無廢水排放成為可能，而且也促進(jìn)了鈦鐵礦的酸解過程。

附圖說明

28.圖1為本發(fā)明中鈦的酸解率與酸解時(shí)間的關(guān)系圖；其中，含鹽鹽酸為本發(fā)明中提及的鹽酸酸解液，含鹽鹽酸酸解液(hcl：350g/l，cl-：390g/l，液固比：5:1，溫度：80℃)，鹽酸酸解液(hcl：350g/l，液固比：5:1，溫度：80℃)。

具體實(shí)施方式

29.為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

30.現(xiàn)對(duì)本發(fā)明提供的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，針對(duì)各步驟結(jié)合流程附圖詳細(xì)描述如下：

31.1.鹽酸酸解液配制

32.《鹽酸酸解液的組成》

33.本發(fā)明的鹽酸酸解液由可溶性氯化鹽、鹽酸與水組成?？扇苄月然}為可溶于水的氯化鹽，如氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化氨、氯化鈣、氯化鎂、氯化亞鐵、三氯化鋁、三氯化鐵、氯化氧鈦、或氯化錳等中的至少一種。

34.鹽酸酸解液中氯根離子濃度為300～400g/l，其中40～100g/l氯根離子來自于氯化鹽，其余氯離子來自于鹽酸。

35.《鹽酸酸解液的來源》

36.本發(fā)明的鹽酸酸解液優(yōu)選由氯化氧鈦水解母液吸附hcl氣體配制成。氯化氧鈦水解母液為氯化氧鈦溶液依次經(jīng)還原、結(jié)晶、水解、分離后得到的母液。上述工序中，還原是指經(jīng)還原劑(如鐵粉等)還原得到；結(jié)晶是指利用氯化亞鐵進(jìn)行結(jié)晶。水解是指氯化氧鈦水解成偏鈦酸，分離是指從水解漿料中分離除去偏鈦酸。

37.氯化氧鈦水解母液主要包含氯化氧鈦、氯化鈣、氯化鎂、氯化亞鐵、三氯化鋁、三氯化鐵、氯化錳等。氯化氧鈦水解母液中的氯化鹽主要來自鹽酸酸解鈦精礦所得，由于鈦精礦含雜很廣，從而導(dǎo)致氯化氧鈦水解母液中的氯化鹽種類也很廣，鈦精礦含雜種與氯化氧鈦水解母液中的氯化鹽種類是對(duì)應(yīng)的。

38.氯化氧鈦水解母液中氯根離子濃度為190～350g/l，其中150～250g/l氯根離子來自于鹽酸，其余氯離子來自于氯化鹽。

39.氯化氧鈦水解母液吸附hcl氣體配制需控制吸附溫度，吸附溫度越低，鹽酸酸解液中的鹽酸濃度越高。

40.2.酸解

41.酸解是將鈦精礦與鹽酸酸解液在hcl氣氛的密閉容器中混合攪拌。

42.《鈦精礦的選擇》

43.鈦精礦是鈦鐵礦的選礦精礦，鈦鐵礦(ilmenite,fetio3)的理論含tio2量為52.63％，其鐵元素以二價(jià)鐵的形式存在。在自然界中，鈦鐵礦以巖礦和砂礦兩種形式存在。由于巖礦鈦鈦礦風(fēng)化程度較低，一般從巖礦中選出的鈦精礦tio2品位為46.5–49％，fe3+《7％。相比與巖礦，砂礦的風(fēng)化程度高的多，從砂礦中選出的鈦精礦tio2品位一般為50–64％，隨之fe
3+可高達(dá)20％之多。適用于本發(fā)明酸解原料的鈦精礦為三價(jià)鐵含量小于15％的鈦精礦，如攀西鈦精礦、云南鈦精礦、澳大利亞鈦精礦等。

44.鈦精礦的粒度可保持原狀，但是，對(duì)鈦精礦的粒度進(jìn)行磨礦細(xì)化有利于鈦精礦的酸解。

45.《酸解反應(yīng)機(jī)理》

46.鈦鐵礦在鹽酸中的酸解過程是其中含有的金屬元素溶出進(jìn)入液相的過程，主要反應(yīng)式如下：

47.feotio2(s)+4hcl(l)→tiocl2(l)+fecl2(l)+2h2o48.fe2o3(s)+6hcl(l)→2fecl3(l)+3h2o

49.cao(s)+2hcl(l)→cacl2(l)+h2o

50.mgo(s)+2hcl(l)→mgcl2(l)+h2o

51.al2o3(s)+6hcl(l)→2alcl3(l)+3h2o

52.其中，(s)代表固相，(l)代表液相。

53.其它雜元素(ni,nb,cr,v)在鈦鐵礦的酸解過程中也進(jìn)入到溶液中。如sio2、鈦輝石、金紅石等不被鹽酸酸解而留于固相中。

54.《酸解工藝參數(shù)》

55.鈦精礦與鹽酸酸解液混合按液固比(液體體積與固體重量之比)執(zhí)行，酸解液固比為3～6l/kg。鈦精礦酸解在密閉容器里進(jìn)行，溫度為50～100℃，hcl壓力為0.5～2.0kg/cm2，酸解時(shí)間為2～8h。一般情況下1kg鈦精礦將銷耗0.7～0.9kg hcl。

56.鈦精礦酸解產(chǎn)物tiocl2是一種非常容易水解的物質(zhì)，水解過程如下式:

57.tiocl2(l)+2h2o→tio(oh)2(s)+2hcl(l)

58.水解后生成偏鈦酸t(yī)io(oh)2,水解過程是一個(gè)不可逆過程，也就是說偏鈦酸t(yī)io(oh)2不再被鹽酸溶解。鈦鐵礦酸解率受鹽酸濃度、酸礦比、鈦鐵礦粒度、酸解溫度和酸解時(shí)間的影響，tiocl2水解受酸解后鹽酸剩余濃度和溫度的影響。

59.為了防止水解，酸解后鹽酸剩余濃度必須大于6n和溫度小于110℃。酸解過程中補(bǔ)充hcl氣體有二個(gè)目的：1)通過提高酸解過程鹽酸濃度的方法提高鹽酸的利用率；2)控制酸解母液中游離鹽酸濃度以防上tiocl2水解。

60.鈦精礦鹽酸酸解在hcl氣氛的密閉容器中進(jìn)行為在酸解密閉容器里保持hcl壓力為0.5～2.0kg/cm2。hcl壓力的控制由鹽酸酸解液中的氯離子和酸解鈦液中游離鹽酸濃度決定，酸解鈦液中的氯離子優(yōu)選380～490g/l，其中180～250g/l氯根離子來自于鹽酸，其余氯離子來自于氯化鹽。

61.3.酸解渣固液分離

62.將鈦精礦經(jīng)酸解后得到的漿料進(jìn)行固液分離，具體操作是：先將漿料冷卻到80℃以下，過濾得到包含tiocl2的鈦液和固體。

63.其中，包含tiocl2的鈦液作為本發(fā)明的產(chǎn)物，可進(jìn)一步進(jìn)行水解用于生產(chǎn)鈦白粉。固體是鈦精礦中沒有被鹽酸酸解的雜質(zhì)礦物，其雜質(zhì)礦物隨礦源的不同而有差異，通常含有少量的金紅石、鈦輝石、黑鈦石和石英等礦物。

64.固液分離采用濃縮、離心分離、或過濾中的至少一種，優(yōu)選采用過濾。

65.過濾得到的濾餅(即前述的“固體”)中殘存有tiocl2鈦液，為了防止tiocl2鈦液水解，需采用6n以上的鹽酸(洗滌液)去洗滌濾餅(固體)用以回收這部份鈦液。

66.具體的操作方法為，將6n鹽酸進(jìn)入鈦液中，6n鹽酸體積為濾餅(固體)體積的0.5～2倍。回收tiocl2鈦液之后，濾餅(固體)再用水進(jìn)行洗滌。洗滌得到的洗滌濾液可進(jìn)入后續(xù)鹽酸再生工序作為hcl氣體的吸附液，洗滌后的濾餅經(jīng)ph調(diào)整后可安全堆放。

67.4.氯化氧鈦水解母液制備

68.《鈦液經(jīng)處理得到氯化氧鈦水解母液》

69.將“2”中得到的包含tiocl2的鈦液，加入鐵粉還原，使得fecl2·

4h2o結(jié)晶并去除，得到結(jié)晶鈦液。向結(jié)晶鈦液中加入有劑分散劑(二醇單甲醚、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素、溴化十六烷三甲基銨、或聚乙二醇中的至少一種)分散，加入量為5～300ppm；再加入晶種(①四氯化鈦與氫氧化鈉反應(yīng)制備后加入；②向結(jié)晶鈦液中加入naoh溶液)，晶種加入量為二氧化鈦質(zhì)量的1.5％至5％，水解溫度90℃至沸點(diǎn)，水解時(shí)間2至8h；最后獲得含有偏鈦酸結(jié)晶體的漿料。

70.漿料經(jīng)固液分離(濃縮、離心分離、或過濾中的至少一種)后得到“1”中所述的氯化氧鈦水解母液以及偏鈦酸晶體。偏鈦晶體再經(jīng)過常規(guī)的處理(鹽處理、煅燒、砂磨、包膜處理、過濾、干燥、汽粉等)得到鈦白粉。

71.《氯化氧鈦水解母液的循環(huán)利用》

72.氯化氧鈦母液的后續(xù)處理工序中，一部分用于“1”中的鹽酸酸解液配制工序，另一部分用以制備得到hcl氣體。

73.具體地，另一部分用以制備hcl氣體是指，氯化氧鈦母液與結(jié)晶得到fecl2·4h2o共混得到焚燒母液，進(jìn)行焚燒。焚燒在焙燒爐中進(jìn)行，焚燒生成鹽酸氣體和以三氧化二鐵顆粒為主并含有氧化鎂、氧化鈣等的顆粒。

74.將生成得到的鹽酸氣體用以通過二級(jí)(或三級(jí))吸收塔中完成(也就是鹽酸再生工序)。用以吸附鹽酸氣體的吸附液為“3”中得到的洗滌濾液，同時(shí)根據(jù)鹽酸再生工序的物料平衡補(bǔ)充水。洗滌濾液吸收鹽酸氣體得到再生鹽酸。再生鹽酸是含有fecl3、cacl2、mgcl2、

mncl2等可溶性氯化鹽的鹽酸溶液。

75.再生鹽酸一部分用以制備濃縮鹽酸氣體，回用至“1”中的鹽酸酸解液配制工序。

76.《再生鹽酸的循環(huán)利用》

77.鹽酸法鈦白粉工藝的酸解工序要求鹽酸濃度在365g/l以上，仍至必要時(shí)需在浸提工序注入hcl氣體，而酸再生的酸濃度只有200g/l，所以再生鹽酸(稀鹽酸)蒸餾濃縮是一個(gè)必要工序。

78.制備濃縮hcl氣體的具體方法為，本發(fā)明中可選用鹽酸零解析工藝和鹽酸變壓精餾工藝，二者都是將稀鹽酸進(jìn)行濃縮的工藝。

79.本發(fā)明中，零解析(解析法)是利用外加破沸劑改變hcl～h2o體系中hcl的相對(duì)揮發(fā)度，消除恒沸點(diǎn)，使hcl在質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的條件下進(jìn)一步解吸出來，從而大大提高了鹽酸中hcl的解吸率。破沸劑包括cacl2，加入cacl2后能顯著提高h(yuǎn)cl的揮發(fā)性。進(jìn)料酸(稀鹽酸)在進(jìn)解析塔之前通過冷凝水預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱后與高溫循環(huán)泵輸送來的來自cacl2濃縮罐的cacl2溶液混合，進(jìn)入解析塔。在解析塔底部是一個(gè)解析塔再沸器，流體在解析塔中通過填料和內(nèi)件發(fā)生高效傳質(zhì)過程并向下流動(dòng)，氣體被蒸餾分離并向上流動(dòng)。在這個(gè)操作過程中，hcl氣體從鹽酸與cacl2溶液中汽提取。汽提出的氣體首先進(jìn)入一級(jí)冷凝器，在一級(jí)冷凝器中，大部分夾帶的水被冷凝。含hcl的冷凝液回流到解析塔頂部。被初步除水后的hcl氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器，二級(jí)冷凝器是用冷凍水做冷卻介質(zhì)，它進(jìn)一步對(duì)hcl氣體進(jìn)行冷凝并除去里面大部分殘留的水蒸氣。最后經(jīng)過除霧器確保大部分夾帶出來的細(xì)小水霧滴和冷凝液被分離出來。在解析塔底，稀的cacl2溶液進(jìn)入cacl2濃縮部分。在這個(gè)階段，過量的水被蒸發(fā)出去，在被廢水泵送出系統(tǒng)前，先進(jìn)入廢水冷凝器冷卻到需要的溫度后排出系統(tǒng)。濃縮到需要濃度的cacl2重新回到解析塔循環(huán)使用。由于在正常操作過程中的cacl2少量流失或者在雜質(zhì)進(jìn)到系統(tǒng)內(nèi)，在啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)就要進(jìn)行補(bǔ)給。

80.本發(fā)明中，稀鹽酸濃縮工藝是變壓精餾工藝，變壓精餾工藝是基于不同壓力下鹽酸的共沸點(diǎn)的差異，通過改變精餾壓力達(dá)到進(jìn)一步脫吸hcl的目的。共沸點(diǎn)的鹽酸中hcl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1mpa壓力下達(dá)到可降到11％，而在1kpa壓力下為25％，因此可以在不同壓力下進(jìn)行精餾，達(dá)到hcl解吸的目的。稀鹽酸先進(jìn)入真空解析塔，與再沸器中鹽酸蒸出的高溫汽液混合物進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，水蒸汽在塔頂冷凝成酸性水后去hcl吸收裝置循環(huán)吸收或中和處理后外排，稀鹽酸在真空脫吸塔中脫去部分水分后將26％鹽酸從塔底經(jīng)泵送至高壓解析塔。在高壓脫吸塔中，溫度較高的hcl和水分的汽液混合物從塔底上升，與塔頂噴淋而下的濃鹽酸進(jìn)行充分的熱交換，使hcl從濃鹽酸中解吸而脫出，出塔后得到hcl氣體經(jīng)過2級(jí)冷卻后制成純度達(dá)99.99％的干燥hcl氣體。冷凝下來的濃酸重新回入高壓塔上部進(jìn)行解析，從解析塔底部出來的鹽酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16％的共沸混合物，經(jīng)泵進(jìn)入真空解析塔中部。

81.《實(shí)施例》

82.以下各實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料，如無特殊說明，均為從常規(guī)供應(yīng)商處購買得到。

83.實(shí)施例以攀枝花某鈦精礦為例，其中tio246.95％，tfe 32.51％；以澳大利亞某鈦精礦為例，其中tio258.60％，tfe 20.2％。

84.實(shí)施例1-4、對(duì)比例1中的鹽酸酸解液組成為氯根離子濃度為300～400g/l，其中40～100g/l氯根離子來自于氯化鹽。

85.鹽酸酸解液是氯化氧鈦水解母液吸附hcl氣體配制成得到。

86.氯化氧鈦水解母液的制備方法為，鈦精礦與鹽酸酸解液經(jīng)酸解、過濾得到的鈦液；向鈦液中加入鐵粉還原，使得fecl2·

4h2o結(jié)晶并去除，得到結(jié)晶鈦液；向結(jié)晶鈦液中加入200ppm的聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行分散，再加入鈦液中二氧化鈦質(zhì)量5％的naoh(naoh溶于水加入，1gnaoh加入10～15g水中)，水解溫度90℃至沸點(diǎn)，水解時(shí)間4～6h，得到漿料，再經(jīng)過濾得到氯化氧鈦水解母液。

87.hcl氣體(濃縮鹽酸氣體)的制備方法為，氯化氧鈦水解母液與結(jié)晶得到的fecl2·

4h2o共混得到焚燒母液，進(jìn)行焚燒，焚燒后經(jīng)洗滌濾液(洗滌酸解渣后得到的洗滌液)吸附，得到再生鹽酸，再生鹽酸一部分用于配置鹽酸酸解液，另一部分再生鹽酸經(jīng)鹽酸零解析工藝/鹽酸變壓精餾工藝處理得到hcl氣體。

88.實(shí)施例1鈦鐵礦酸解

89.將8kg攀枝花某鈦精礦與30l鹽酸酸解液放入50l的搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)，在通入1.5kg/cm

2 hcl氣體和控制反應(yīng)溫度75～80℃的條件下攪拌酸解5h。酸解后過濾分離得鈦液與酸解渣，經(jīng)化學(xué)分析后結(jié)果如表1所示。

90.表1鈦鐵礦酸解化學(xué)分析結(jié)果(實(shí)施例1)

[0091][0092]

其中，三價(jià)鐵的酸解率為77.31％，二價(jià)鐵的酸解率為95.81％，鈦的酸解率為90.54％。鈦液含tio

2 107.96g/l，cl-487.49g/l，hcl 208.7g/l。

[0093]

實(shí)施例2鈦鐵礦酸解

[0094]

將8kg攀枝花某鈦精礦與30l鹽酸酸解液放入50l的搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)，在通入1.5kg/cm

2 hcl氣體和控制反應(yīng)溫度75～80℃的條件下攪拌酸解5h。酸解后過濾分離得鈦液與酸解渣，經(jīng)化學(xué)分析后結(jié)果如表2所示。

[0095]

表2鈦鐵礦酸解化學(xué)分析結(jié)果(實(shí)施例2)

[0096][0097]

其中，三價(jià)鐵的酸解率為84.75％，二價(jià)鐵的酸解率為96.74％，鈦的酸解率為92.51％。鈦液含tio

2 103.08g/l，cl-495.1g/l，hcl 212.9g/l。

[0098]

實(shí)施例3鈦鐵礦酸解

[0099]

將9kg攀枝花某鈦精礦與32l鹽酸酸解液放入50l的搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)，在通入1.5kg/cm

2 hcl氣體和控制反應(yīng)溫度75～80℃的條件下攪拌酸解5h。酸解后過濾分離得鈦液與酸解渣，經(jīng)化學(xué)分析后結(jié)果如表3所示。

[0100]

表3鈦鐵礦酸解化學(xué)分析結(jié)果(實(shí)施例3)

[0101][0102][0103]

其中，三價(jià)鐵的酸解率為82.02％，二價(jià)鐵的酸解率為94.69％，鈦的酸解率為92.13％。鈦液含tio

2 112.71g/l，cl-497.1g/l，hcl 192.9g/l。

[0104]

實(shí)施例4鈦鐵礦酸解

[0105]

將8kg澳大利亞某鈦精礦與30l鹽酸酸解液放入50l的搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)，在通入1.5kg/cm

2 hcl氣體和控制反應(yīng)溫度75～80℃的條件下攪拌酸解5h。酸解后過濾分離得鈦

液與酸解渣，經(jīng)化學(xué)分析后結(jié)果如表4所示。

[0106]

表4鈦鐵礦酸解化學(xué)分析結(jié)果(實(shí)施例4)

[0107][0108]

其中，三價(jià)鐵的酸解率為94.4％，二價(jià)鐵的酸解率為98.59％，鈦的酸解率為90.78％。鈦液含tio

2 126.0g/l，cl-492.5g/l，hcl 210.9g/l。

[0109]

《對(duì)比例》

[0110]

對(duì)比例1

[0111]

將5kg攀枝花某鈦精礦與30l鹽酸酸解液放入50l的搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)，在未通hcl氣體條件下，控制反應(yīng)溫度75～80℃的條件下攪拌酸解6h。酸解后過濾分離得鈦液與酸解渣，經(jīng)化學(xué)分析后結(jié)果如表5所示。

[0112]

表5鈦鐵礦酸解液酸解化學(xué)分析結(jié)果(對(duì)比例1)

[0113][0114]

其中，三價(jià)鐵的酸解率為80.49％，二價(jià)鐵的酸解率為91.30％，鈦的酸解率為89.28％。鈦液含tio

2 72.31g/l，cl-416.9g/l，hcl 215.9g/l。

[0115]

對(duì)比例2

[0116]

將5kg攀枝花某鈦精礦與30l鹽酸放入50l的搪瓷反應(yīng)釜內(nèi),在未通hcl氣體條件下，控制反應(yīng)溫度75～80℃的條件下攪拌酸解6h。酸解后過濾分離得鈦液與酸解渣，經(jīng)化學(xué)分析后結(jié)果如表6所示。

[0117]

表6鈦鐵礦鹽酸酸解化學(xué)分析結(jié)果(對(duì)比例2)

[0118][0119]

其中，三價(jià)鐵的酸解率為79.07％，二價(jià)鐵的酸解率為89.60％，鈦的酸解率為87.74％。鈦液含tio

2 68.65g/l，cl-345.11g/l，hcl 228.9g/l。

[0120]

圖1為鈦精礦酸解動(dòng)力學(xué)，具體是鈦的酸解率與酸解時(shí)間的關(guān)系。

[0121]

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，包括如下步驟：鈦精礦與鹽酸酸解液共混后，在hcl氣氛的密閉容器中酸解，得到酸解漿料；酸解漿料經(jīng)固液分離，得到氯化氧鈦溶液和酸解渣；鹽酸酸解液包括鹽酸、可溶性氯化鹽以及水，鹽酸酸解液來源于氯化氧鈦溶液經(jīng)處理得到二氧化鈦后的副產(chǎn)物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，鹽酸酸解液中氯根離子濃度為300～400g/l，其中40～100g/l氯根離子來自于可溶性氯化鹽。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，鈦精礦與鹽酸酸解液的液固比為3～6l/kg，hcl壓力為0.5～2.0kg/cm2，酸解溫度為50～100℃，酸解時(shí)間為2～8h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，酸解漿料中氯根離子濃度為380～490g/l，其中180～250g/l氯根離子來自于鹽酸。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4中任意一項(xiàng)所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，鹽酸酸解液包括氯化氧鈦水解母液/氯化氧鈦母液與再生鹽酸的共混物經(jīng)吸附hcl氣體配制得到，氯化氧鈦水解液中氯根離子濃度為190～350g/l，其中40～100g/l氯根離子來自于可溶性氯化鹽。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，氯化氧鈦水解母液為氯化氧鈦溶液經(jīng)還原、氯化亞鐵結(jié)晶、水解沉淀、分離tio2工序得到的溶液。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，hcl氣體為氯化氧鈦溶液經(jīng)焚燒吸附、濃縮得到的濃縮鹽酸氣體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，焚燒工序?yàn)槁然踱伳敢号c結(jié)晶得到fecl2·

4h2o共混得到焚燒母液，進(jìn)行焚燒得到鹽酸氣體，鹽酸氣體經(jīng)吸附液吸附得到再生鹽酸。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，濃縮工序是指經(jīng)焚燒吸附得到的液體再經(jīng)鹽酸零解析工藝或鹽酸變壓精餾工藝處理得到濃縮鹽酸氣體。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，其特征在于，固液分離選用離心分離和/或過濾，采用過濾方式時(shí)，將漿料冷卻到80℃以下。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，公開了鹽酸酸解液酸解鈦鐵礦生產(chǎn)氯化氧鈦的方法，包括如下步驟：鈦精礦與鹽酸酸解液共混后，在HCl氣氛的密閉容器中酸解，得到酸解漿料；酸解漿料經(jīng)固液分離，得到氯化氧鈦溶液和酸解渣；鹽酸酸解液包括鹽酸、可溶性氯化鹽以及水，鹽酸酸解液來源于氯化氧鈦溶液經(jīng)處理得到二氧化鈦后的副產(chǎn)物。本發(fā)明循環(huán)利用了氯化氧鈦溶液，減少了氯化氧鈦溶液的后處理；同時(shí)，充分利了氯化氧鈦溶液中的氯化鹽對(duì)鈦鐵礦酸解的促進(jìn)作用和回收了氯化氧鈦溶液中的氯化氧鈦。用和回收了氯化氧鈦溶液中的氯化氧鈦。用和回收了氯化氧鈦溶液中的氯化氧鈦。

技術(shù)研發(fā)人員：官長平 林一明

受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川省有色礦冶科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.27

技術(shù)公布日：2023/4/19