[发明专利]一种用钙钛矿制取二氧化钛粉体和氟化钙的方法

说明书

本发明公开了一种用钙钛矿制取二氧化钛粉体和氟化钙的方法，包括：S1.采用氟化浸出剂选择性浸出钙钛矿，浸出料浆经过滤后获得的滤渣为浸出渣，滤液为浸出液；S2.对浸出渣进行热水解处理，得到CaF₂产品，所述热水解过程中回收氨和氟化氢，生成氟化浸出剂返回步骤S1；S3.对浸出液进行除杂处理，经过滤后制得钛液和含杂质沉淀，含杂质沉淀由氟化浸出剂溶解后返回步骤S1；S4.对钛液进行水解处理，经过滤后制得TiO₂前驱体；S5.对TiO₂前驱体经过热水解和煅烧转型得到TiO₂粉体，所述热水解过程中回收氨和氟化氢，生成氟化浸出剂返回步骤S1。本发明采用液氨作为除杂试剂和水解试剂，能调节pH值和铵离子含量的同时不引入多余水分，减少滤液量，确保含氟含铵试剂循环。

技术领域

本发明属于钙钛矿综合利用领域，具体涉及一种用钙钛矿制取二氧化钛粉体和氟化钙的方法。

背景技术

钛被誉为“战略金属”、“现代金属”和“第三金属”，因其优良的物理化学性能被广泛应用于现代工业领域。钛白粉作为主要的钛产品，每年用于制备钛白粉的钛原料占全球钛原料的90％以上，钛白粉因其优异的物理和化学性能，被广泛应用于化工、涂料、造纸、陶瓷等行业，在国民经济中占有重要的地位。目前，具有工业意义的钛矿石主要有金红石、钛铁矿、钙钛矿、钛磁铁矿和锐钛矿等，大多数提钛研究是针对金红石、钛铁矿、钛磁铁矿和锐钛矿的利用展开的，对钙钛矿中钛资源利用的研究较少。天然钙钛矿资源主要分布在俄罗斯和北美等地，我国天然钙钛矿资源较少。

对钙钛矿的利用主要以酸解法制备TiO₂为主。盐酸法浸出钙钛矿时溶解条件苛刻，高浓度盐酸，对设备腐蚀性大，且钛的浸出率低，盐酸溶解能力强，大量杂质元素进入浸出液中，导致后续浸出液除杂困难。硫酸法浸出钙钛矿时，钙钛矿中大量的钙元素与硫酸反应生成胶状的硫酸钙覆盖在未反应的颗粒表面，阻碍了浸出反应的进一步进行，且大量硫酸钙存在于浸出料浆中，严重恶化了浸出料浆的过滤性能，另外硫酸法会产生大量的废硫酸难以回收利用，污染环境。

综上所述，盐酸和硫酸浸出法并不能高效提取钙钛矿中的钛资源，开发一种清洁高效提取钙钛矿中钛资源的方法对回收利用钙钛矿中的钛资源具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中钙钛矿中钛资源和钙资源难以回收利用的问题，本发明的目的在于提供一种用钙钛矿制取二氧化钛粉体和氟化钙的方法，利用含氟浸出剂选择性浸出钙钛矿中的钛元素，浸出渣经热水解制备CaF₂，浸出液经过除杂、水解制备TiO₂前驱体，然后经热水解和煅烧TiO₂前驱体制备出TiO₂粉体，同时还获得CaF₂产品。

本发明提供以下技术方案：一种用钙钛矿制取二氧化钛粉体和氟化钙的方法，包括以下步骤：

S1.采用氟化浸出剂选择性浸出钙钛矿，浸出料浆经过滤后获得的滤渣为浸出渣，滤液为浸出液；

S2.对浸出渣进行热水解处理，得到CaF₂产品，所述热水解过程中回收生成的氨和氟化氢返回步骤S1；

S3.对浸出液进行除杂处理，经过滤后制得钛液和含杂质沉淀，含杂质沉淀由氟化浸出剂溶解后返回步骤S1；

S4.对钛液进行水解处理，经过滤后制得TiO₂前驱体；

S5.对TiO₂前驱体经过热水解和煅烧转型得到TiO₂粉体，所述热水解过程中回收生成的氨和氟化氢返回步骤S1。