[发明专利]回收混合氯化物介质中钛的方法

说明书

本申请是中国专利申请200480007285.6的分案，后者是2004年10月29日提交的PCT申请PCT/CA2004/001903于2005年9月19日进入中国国家阶段的申请。

相关申请参考

本申请按照35USC119(e)要求2003年11月19日提交的美国临时申请No.60/523090的优先权。

发明背景

本发明涉及浸提和回收有价金属的方法，尤其是从含钛矿石原料特别是矿物或精矿例如钛铁矿或精矿中浸提和回收钛金属或二氧化钛形式的钛的方法。本发明尤其涉及用盐酸和氯化物特别是氯化镁的浸提剂在矿石中的铁和钛均能浸提到溶液中的条件下浸提含钛矿石的方法。控制温度使得钛价(titanium values)保持在溶液中。然后可选择性地从溶液中提取铁，得到钛价的溶液，可从中回收钛。该方法在大气压下操作。不需要矿石的预处理例如矿石的氧化和/或还原。氧化剂可被加入到浸提剂中。该方法用相对低浓度的盐酸操作，尤其用浓度小于20％(质量比)的盐酸。优选地，氯化物为氯化镁，在该方法中再生和循环盐酸和氯化镁。该方法可被描述为浸提和回收钛的直接方法，因为不需要矿石的预处理，浸提步骤就产生钛价的溶液。该方法被认为对环境友好，没有大量的处理步骤。

现有技术描述

从矿石中回收二氧化钛的方法是已知的。大部分这些方法包括在矿物酸如盐酸或硫酸中消解矿石以从矿石中除去至少钛价。在许多这种方法中，得到的二氧化钛的纯度可为约90-95％，因此还需要进一步的纯化过程产生高质量的颜料级产品。进一步的纯化过程大大增加了成本，并且在没有处理各种气体、溶液和固体的大量过程时，许多过程涉及环境不能接受的技术。

钛铁矿是具有通式TiO₂.FeO的含钛矿，具有数量变化的Fe₂O₃和脉石材料，通常是硅酸盐、氧化铝、石灰和氧化镁。除了钛外，钛铁矿一般包含其它有价金属，如钒、铬、铜、锰、钼、铅、镍、锌、锆、铌和钽中的一种或多种。钛铁矿矿石可被同样浸提或精选产生精矿，如果矿石钛含量低则使用精选。从钛铁矿中高纯度和高产率地回收二氧化钛的方法是已知的。

Alessandroni等人的US2406577中描述了从含铁钛矿中提取铁的方法，目标是从含铁钛矿中得到含钛精矿。这通过选择性从矿石中提取铁完成。温度保持在70℃以上，从而任何可溶解的钛被再沉淀。当向盐酸中加入氯化物盐时在较高的温度下得到改善的铁选择性提取，举例的温度为约110℃。Alessandroni等人公开了利用比重为大约1.10的盐酸和至少0.5mol可溶氯化物的溶液从钛铁矿中选择性浸提铁价，氯化物如碱金属氯化物、碱土金属氯化物和氯化铝，并例举了超过108℃的温度。公开了加热矿石和浸提剂的混合物直到矿石中含的铁基本溶解。

S.A.Berkovich的美国专利3903239中描述了浸提钛铁矿的方法。该方法包括在约15-30℃的温度下使钛铁矿或其精矿与浓盐酸浸提剂溶液接触以从矿石中溶解并浸提至少80％和优选至少95％的铁和钛价。浸提时间一般为3-25天，使用逆流或使用盐酸连续通过矿石床的封闭循环。反应是放热的，并需要冷却反应物。浸提后，例如使用气态还原剂如二氧化硫将浸提剂溶液中的高铁离子转化成亚铁离子，然后水解溶液。在与浓盐酸接触前可预处理矿石以提高浸提过程中钛和铁价的溶出比例。预处理为熔炼步骤，可包括在高温如600-1000℃下和空气或氧气存在时的氧化，然后用碳或一氧化碳还原矿石中的至少部分氧化铁。

CIM出版的E.Peek和G.Van Weert编辑的Chloride Metallurgy2002Volume II32^nd Annual Hydrometallurgy Meeting第449-461页中L.Freitas和M.Gueguin的“Upgrading of Titania Slags by Selective Chlorination of Molten Salts”描述了在熔融盐浴中选择性氯化来自硬岩钛铁矿电熔的渣，然后从盐浴中分离氯化的渣并用水浸提。渣中的杂质被转化成能挥发或保持在熔融盐中的氯化物。