[发明专利]一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于微波冶金技术领域。更具体地，本发明涉及一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法。

【背景技术】

在现代工业中，钛及其氧化物应用于国民经济的各个领域，具有十分重要的战略地位。二氧化钛又称钛白粉，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料、重要的精细化工材料，广泛用于涂料、塑料、造纸、化纤、橡胶、油墨和搪瓷等行业，而金红石是生产钛白粉颜料的必要原料。目前，可用于硫酸法和氯化法制备钛白粉的天然金红石日渐枯竭，因此，急需发展新工艺制备高档人造金红石。

国内外研究表明，通过改变钛渣物相组成，破坏其中黑钛石固溶体的结构是提升钛渣品质的关键。酸溶性钛渣中主要杂质元素以固溶体的形式分布在黑钛石中，通过向钛渣添加改性剂，在高温下使其中难被酸溶解的杂质生成易被酸溶解的新相，从而在酸浸过程中去除杂质，有效提高钛渣品位。

CN 101186335 A公开了一种微波氧化焙烧制取人造金红石的方法，通过将高钛渣微波加热至温度850～950℃达20～40min，然后冷却至室温，得到TiO₂品位为90wt％以上的高档人造金红石，但该工艺未能有效降低高钛渣中杂质含量。CN 101812595 A公开了一种提高钛渣TiO₂品位的方法，该发明采用碱焙烧-水洗涤-盐酸浸出工艺处理钛渣，得到TiO₂含量为92％的人造金红石，该工艺采用常规加热处理，热能利用率低，能耗高，处理时间较长。CN 101787432 A公开了一种提高钛渣TiO₂品位的方法，该发明将高钛渣与氧化剂、氧化钙、碳酸钙等混合配料，在高温下进行改性，在经过酸浸、焙烧得到高品位(TiO₂含量大于90wt％)以上的高档人造金红石，该工艺采用常规电阻加热，能耗高，周期长，且得到的金红石品位不高。

为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明在总结现有技术的基础上，通过大量实验和分析，终于完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种由酸溶性钛渣制备金红石的方法。

该制备方法的步骤如下：

A、粉碎

使用研磨设备将酸溶性钛渣粉碎至粒度以重量计80％以上为100～200目，得到一种酸溶性钛渣粉，然后

B、微波改性处理

按照酸溶性钛渣与氢氧化钠质量比为1：0.2～0.4，将步骤A得到的酸溶性钛渣粉与氢氧化钠改性剂混合均匀，然后在微波功率1.5～2.0kW、微波频率2350～2550MHz与温度850～900℃的条件下进行微波辐照处理，得到一种改性酸溶性钛渣；然后

C、水洗

将步骤B得到的改性酸溶性钛渣磨碎至粒度以重量计80％以上为100～200目，接着用蒸馏水洗涤3～6次，过滤，得到一种水洗含钛渣；

D、超声波酸浸除杂

将步骤C得到的含钛滤渣与浓度为以重量计20～30％的硫酸或盐酸水溶液按照固液比为1：4～6混合均匀，该混合液再采用超声波设备在超声波频率25～30KHz与每升混合液为80～160W超声波功率的条件下进行强化除杂浸出，接着过滤，洗涤，得到一种超声处理含钛渣；

E、微波煅烧

让步骤D得到的超声处理含钛渣进行干燥，再在微波功率1.5～2.0kW、微波频率2350～2550MHz与温度850～900℃的条件下微波煅烧，得到所述的金红石。

根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述的酸溶性钛渣含有以重量计72.0％以上TiO₂、12％以下铁和铁氧化物、2.2％以下Al₂O₃、9.6％以下SiO₂、1.5％以下MgO与0.5％以下CaO。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的氢氧化钠改性剂用氢氧化钾或碳酸钠改性剂代替。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的微波辐照处理时间是100～180min。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述改性酸溶性钛渣与蒸馏水的质量比是1:2～4。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，在搅拌转速10～20rpm的条件下进行强化除杂浸出。