含鈦硫酸浸出液的水解研究

1、含鈦硫酸浸出液的水解研究含鈦硫酸浸出液的水解研究宋強(qiáng)，王家偉，徐本軍（貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院，貴陽(yáng)550003）摘要摘要：制備了含鈦硫酸浸出液，并通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)考查了水解時(shí)間、水解溫度和鈦液濃度對(duì)水解率的影響。結(jié)果表明，影響二氧化鈦水解率因素的主次順序?yàn)椋核鉁囟?、鈦液濃度和水解時(shí)間。較佳水解條件為：水解溫度95℃、鈦液濃度110gL，水解時(shí)間210min，此時(shí)，水解率為97.12%，能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：赤泥；富鈦渣

2、；硫酸；水解；正交試驗(yàn)中圖分類(lèi)號(hào)：中圖分類(lèi)號(hào)：TF822文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：10077545（2012）07000000ResearchonHydrolysisofTitaniumSolutionLeachedbySulfuricAcidSONGQiangWANGJiaweiXUEBenjun(MaterialsMetallurgicalCollegeGuizhouUniversityGuiyang550003

3、China)Abstract:Thetitaniumsolutionleachedbysulfuricacidwaspreparedtheeffectsofhydrolysistimehydrolysistemperaturetitaniumconcentrationonhydrolysisratewerestudiedwithsinglethogonalexperiment.Theresultsshowthatthefactssequ

4、encedaccdingtothesignificantlevelwerehydrolysistemperaturetitaniumconcentrationhydrolysistimerespectively.Theoptimumhydrolysisconditionsincludehydrolysistemperatureof95℃titaniumconcentrationof110gLhydrolysistimeof210minu

5、nderwhichthehydrolysisratereaches97.12%meetingtherequirementofindustrialproduction.Keywds:redmudTienrichedslagsulfuricacidhydrolysisthogonalexperiment赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物，每生產(chǎn)1t氧化鋁要排出1~1.3t赤泥[1]，通常都是筑壩堆存，不僅占用大量土地，而且還造成其中Ti、F

6、e等資源的浪費(fèi)。近年來(lái)，研究者對(duì)赤泥的綜合利用進(jìn)行了大量研究[28]。采用硫酸法對(duì)赤泥處理后制備鈦白粉是一種比較有前景的方法，且附加值高，前期作者對(duì)赤泥富鈦渣的硫酸浸出開(kāi)展了大量研究[9]，在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步開(kāi)展水解時(shí)間、鈦液濃度、水解溫度等對(duì)鈦液水解率的影響，以期為赤泥的綜合利用開(kāi)辟新途徑。1試驗(yàn)試驗(yàn)1.1浸出液的制備浸出液的制備采用某氧化鋁廠生產(chǎn)后的赤泥制備低鐵富鈦渣[9]，其化學(xué)成分為（%）：Ti51.88、SiO24.30、

7、CaO0.64、MgO1.65、Fe2O31.81。富鈦料主要含鈦，還有鐵、鈣、鎂、硅等元素，含量不是太高。物相分析發(fā)現(xiàn)鈦主要以TiO2和Fe2TiO5形態(tài)存在。將上述富鈦渣在180℃、140min和硫酸濃度為95%的條件下進(jìn)行浸出，制備得合格的浸出液。1.2試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理將鈦液加熱并維持沸騰，加蒸餾水進(jìn)行一定稀釋?zhuān)佉罕惆l(fā)生水解反應(yīng)，生成白色的俗稱(chēng)偏鈦酸沉淀，反應(yīng)如下：TiOSO4nH2O=TiO2(n1)H2O↓H2SO4（1）T

8、i(SO4)2nH2O=TiO2(n1)H2O↓H2SO4（2）由于水解反應(yīng)在較高硫酸濃度下進(jìn)行，且隨著水解反應(yīng)進(jìn)行，與鈦化合的硫酸逐漸游離出來(lái)，增加了游離酸的濃度，此時(shí)雜質(zhì)金屬硫酸鹽不發(fā)生水解，鈦液中絕大部分雜質(zhì)殘留在水解母液中，從而實(shí)現(xiàn)二氧化鈦與雜質(zhì)的分離。1.3試驗(yàn)過(guò)程及設(shè)備試驗(yàn)過(guò)程及設(shè)備試驗(yàn)裝置見(jiàn)文獻(xiàn)[9]。量取試驗(yàn)所需體積的蒸餾水于反應(yīng)容器中，加熱到一定溫度，均勻加入一定量鈦液，控制一定鈦液濃度，升溫到水解溫度并保溫進(jìn)行水解反

9、應(yīng)，待水解反應(yīng)時(shí)間到達(dá)后，進(jìn)行過(guò)濾并洗滌，所得產(chǎn)品烘干并分析其中的鈦，以計(jì)算鈦的水解率（即液相中TiO2轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔郥iO2的百分比），計(jì)算如式（3）所示。然后通過(guò)電鏡對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表征。（3）100TiTi1%33????????量濃鈦液濃鈦液總鈦量量母液母液總鈦量母液亞鐵量濃鈦液亞鐵量）水解率（2結(jié)果與討論結(jié)果與討論2.1水解時(shí)間水解時(shí)間水解溫度85℃，鈦液濃度90gL，當(dāng)水解時(shí)間分別為90min、130min、170min、210min

10、和250min時(shí)，鈦液水解率分別為81.25%、82.77%、84.05%、85.45%、86.09%?；痦?xiàng)目基金項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（黔科合J字[2009]2057號(hào)）；貴陽(yáng)市科技計(jì)劃項(xiàng)目（[2010]筑科Ⅰ合同字第176號(hào)、筑科合同[2011205]57號(hào)）收稿日期收稿日期：20111219作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：宋強(qiáng)（1979），男，貴州納雍人，碩士，講師.doi：10.3969j.issn.10077545.2012.07.

11、007[4]張培新，閻家強(qiáng).赤泥制作瓷質(zhì)磚黑色顆粒料的研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2000(3)：4143.[5]王梅，楊家寬，侯健.赤泥粉煤灰免燒免蒸磚的原料與制備[J].礦產(chǎn)綜合利用，2005(4)：3034.[6]陳國(guó)華，劉心宇.礦渣微晶玻璃的制備及展望[J].佛山陶瓷，2002，12(8)：610.[7]孫道興.赤泥脫堿處理和有價(jià)金屬鈦鈧提取的研究[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2008，40(10)：4952.[8]韋斌，傅曉恒，王龍龍，等