[发明专利]提升含钛材料的等级

权利要求书

1.一种提升含钛材料等级的方法，该方法包括：

在存在氮和碳的情况下，对包含TiO₂和Fe氧化物的含钛材料进行氮化和还原，将TiO₂转化成TiN，并将大部分的Fe氧化物还原成Fe；

Fe优于TiN发生氧化，以形成Fe²⁺离子；以及

去除Fe²⁺离子以产生等级提升的低Fe含TiN材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括根据如下反应（1）：

TiN+2Cl₂=TiCl₄+1/2N₂  (1)

对所述等级提升的低Fe含TiN材料进行氯化，从而将其中的TiN转化成TiCl₄。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含钛材料是钛铁矿，所述钛铁矿中TiO₂主要以FeO.TiO₂存在，对所述FeO.TiO₂进行碳热氮化，以提供TiN、金属Fe以及一种或多种氧化碳。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过含钛材料的氮化和还原得到的TiN和Fe是包含TiN和Fe的碳-氮化中间体的形式，所述Fe优于TiN发生氧化以形成Fe²⁺离子的步骤包括使所述包含TiN和Fe的碳-氮化中间体与氧化性阴离子反应，以将Fe转化成Fe²⁺。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化性阴离子是水性盐溶液的形式。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水性盐溶液是氯化物溶液。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述水性盐溶液是FeCl₃溶液，根据如下反应（4）进行所述Fe优于TiN发生氧化，以形成Fe²⁺离子：

Fe+TiN+2FeCl₃(水溶液)=3FeCl₂(水溶液)+TiN  (4)。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在处于环境温度和氯化铁溶液的沸点之间的提升的温度下进行所述反应（4），以增强Fe³⁺离子与Fe之间的反应速率，并增加氯化铁和氯化亚铁的溶解度。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在对含钛材料进行氮化和还原的过程中，所有的Fe氧化物都被还原成金属铁而不是二价形式，所述铁是与TiN小颗粒紧密混合的小颗粒形式，所述Fe小颗粒与TiN小颗粒一起烧结在包含TiN和Fe的碳-氮化中间体中，从而允许根据如上反应（4）使用FeCl₃来提取作为Fe²⁺的铁。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法包括用氯化铁溶液从通过对碳-氮化中间体提取或浸出得到的氯化亚铁溶液再生Fe³⁺离子的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，仅部分氯化亚铁转化成Fe³⁺离子，余下的是本发明方法的副产物形式，该副产物含非氯化物形式的铁。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对再生的Fe³⁺离子进行再循环，再次用于使Fe优于TiN发生氧化，以形成Fe²⁺离子。

13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，Fe³⁺离子的再生包括，根据如下反应（7）和（8）：

6FeCl₂(水溶液)+1¹/₂O₂=4FeCl₃(水溶液)+Fe₂O₃  (7)

6FeCl₂(水溶液)+1¹/₂O₂+H₂O=2FeO.OH+4FeCl₃(水溶液)  (8)

用氧来氧化氯化亚铁。