稀鹽酸選擇性浸出改性鈦渣制備富鈦料的研究.pdf

1、論文研究了用攀鋼改性鈦渣制備高級富鈦料的技術(shù).針對攀鋼改性鈦渣物相結(jié)構(gòu)的特點,提出用稀鹽酸選擇性除去雜質(zhì)制備高品質(zhì)富鈦料的技術(shù)路線,并制備出Ti0<,2>品位為91.2﹪,MgO+CaO含量小于1.5﹪的高級富鈦料,滿足作為生產(chǎn)氯化法鈦白和海綿鈦的原料要求.改性鈦渣進行X-射線衍射和掃描電鏡分析表明,改性鈦渣主要由金紅石型Ti0<,2>、鈦鐵礦(FeTi0<,3>)和分解的玻璃質(zhì)硅酸鹽組成.金紅石型Ti0<,2>不與鹽酸發(fā)生反應(yīng),鈦鐵礦

2、(FeTi0<,3>)和分解的玻璃質(zhì)硅酸鹽相能溶于鹽酸中,從而實現(xiàn)鹽酸選擇性除去雜質(zhì),提高Ti0<,2>品位.鹽酸浸出改性鈦渣的熱力學分析表明,在25℃~140℃之間的溫度下,改性鈦渣的主要化學成分MgTi<,2>0<,5>、FeTi0<,3>、MgO、FeO、A1<,2>0<,3>、CaO和Fe與鹽酸反應(yīng)的△G°值都小于零.因此,上面的化學成分在25℃~140℃間都能與鹽酸發(fā)生化學反應(yīng).但由于這些化學成分并不是完全單獨存在,而是脈絡(luò)般

3、分布于鈦渣中,這對鹽酸浸出速率和浸出效果產(chǎn)生很大的影響.試驗結(jié)果表明,在常壓條件下,浸出反應(yīng)速率緩慢,鹽酸除去雜質(zhì)能力差,浸出渣達不到用作氯化法鈦白原料的要求.鹽酸浸出改性鈦渣的動力學研究表明,浸出反應(yīng)符合用"未反應(yīng)核縮減模型"處理試驗數(shù)據(jù),得到浸出反應(yīng)的表觀活化能為62.56kJ/mol,從而推斷化學反應(yīng)為控制步驟.由于浸出反應(yīng)的表觀活化能很高,使浸出反應(yīng)的速率常數(shù)降低.要提高浸出反應(yīng)的速率和浸出效果,需要提高鹽酸濃度和浸出溫度,攪拌

4、對浸出反應(yīng)速率沒有影響.試驗考察了鹽酸濃度,浸出溫度,浸出時間和礦酸比對浸出效果的影響.通過條件試驗和正交試驗,得到影響浸出效果最主要因素是鹽酸濃度,其次是反應(yīng)溫度,最后是礦酸比和反應(yīng)時間.最佳工藝條件為:鹽酸濃度為20﹪,反應(yīng)溫度145℃,反應(yīng)時間7h,礦酸比為1:2.在最佳試驗條件下,得到浸出渣中Ti0<,2>品位由73.87﹪提高到90﹪以上,雜質(zhì)CaO+MgO的含量小于1.5﹪,浸出渣主要由金紅石相(Ti0<,2>)和少量的Si