[发明专利]由钛铁矿制备二氧化钛的方法

说明书

本发明提供了一种由钛铁矿制备二氧化钛的方法。该方法包括：将钛铁矿进行还原熔炼，得到富钛渣和金属相；将富钛渣与氯气进行氯化反应，得到四氯化钛；及将四氯化钛进行氧化反应，得到二氧化钛。上述制备二氧化钛的方法中全程不涉及酸性试剂的使用，且也不产生对环境有害的废弃物；同时通过还原熔炼过程，能够得到钛元素含量较高的富钛渣，利用富钛渣进行后续的氯化反应及氧化反应，有利于缩短工艺周期。因而采用本申请提供的二氧化钛的制备方法能够大大提升工艺的环保性，同时其还具有处理工艺简单、易于操作、制备周期短及成本低等优点。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，涉及一种由钛铁矿制备二氧化钛的方法。

背景技术

我国钛资源比较丰富，除少量钛铁砂矿外，主要以钛铁岩矿为主，但国内钛铁岩矿品位低，杂质含量高，不能直接满足氯化法钛白对原料的要求，仅适宜作硫酸法钛白的原料。由于硫酸法钛白生产过程中产生大量难以治理、污染环境的“三废”，近年来全球硫酸法钛白产能急剧萎缩。因此，寻求经济、环保、合理的钛原料处理方法，将我国丰富的钛铁矿资源加工成高纯钛白粉是我国钛白和钛材产业发展的当务之急。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种由钛铁矿制备二氧化钛的方法，以解决现有的以钛铁矿为原料制备二氧化钛的方法存在不环保的问题。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种由钛铁矿制备二氧化钛的方法，该方法包括：将钛铁矿进行还原熔炼，得到富钛渣和金属相；将富钛渣与氯气进行氯化反应，得到四氯化钛；及将四氯化钛进行氧化反应，得到二氧化钛。

进一步地，还原熔炼包括：按重量比(6～8):1，将钛铁矿与第一还原性燃料进行混合后，得到混合物；及将混合物进行还原熔炼，得到富钛渣和金属相。

进一步地，还原熔炼的产物还包括含有CO的烟气，方法还包括对烟气进行后处理的步骤，后处理的步骤包括：将烟气依次进行进入余热锅炉燃烧、冷却和除尘处理，得到净化烟气；优选地，将烟气冷却至160～200℃。

进一步地，氯化反应包括：将富钛渣、第二还原性燃料及氯气在气固流化床反应器中发生反应，得到四氯化钛粗产品；及将四氯化钛粗产品经除杂剂除钒后进行精馏，得到四氯化钛，除杂剂为矿物油或植物油；优选地，四氯化钛粗产品与矿物油的重量比为1:(0.001～0.003)。

进一步地，氯化反应的反应温度为950～1050℃，反应压力为110～150KPa。

进一步地，氧化反应采用的装置包括设置有反应腔的三氯化铝反应器，三氯化铝反应器用于以铝和氯气为原料制备三氯化铝；上述氧化反应还包括：将四氯化钛加热汽化升温至340～360℃；将340～360℃的四氯化钛输送至反应腔中，以使其升温至440～460℃；及使440～460℃的四氯化钛进行氧化反应。

进一步地，氧化反应采用的装置包括设置有三氯化铝反应器，三氯化铝反应器用于以铝和氯气为原料制备三氯化铝，三氯化铝反应器的内部设置有反应腔和预热通道，且反应腔和预热通道之间通过传热部件隔离，上述氧化反应还包括：将四氯化钛加热汽化升温至340～360℃；将340～360℃的四氯化钛在预热通道中进行预热，以使其升温至440～460℃；及使440～460℃的四氯化钛进行氧化反应。

进一步地，上述制备方法还包括：在进行氧化反应时，加入晶粒细化剂；优选地，晶粒细化剂选自三氯化铝和/或氯化钾。

进一步地，氧化反应的反应温度为1100～1500℃；优选地，氧化反应的反应温度为1350～1450℃。

进一步地，在进行氧化反应之前，上述制备方法还包括：对氧化反应过程中需要的氧气进行预热；优选地，将氧气预热至900～960℃。

进一步地，在氯化反应后，上述制备方法还包括：未反应的富钛渣和第一还原性燃料经回收后，再次参与还原熔炼过程或氯化反应过程。