CN102745741A - 氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法 - Google Patents

氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102745741A
CN102745741A CN2012102473960A CN201210247396A CN102745741A CN 102745741 A CN102745741 A CN 102745741A CN 2012102473960 A CN2012102473960 A CN 2012102473960A CN 201210247396 A CN201210247396 A CN 201210247396A CN 102745741 A CN102745741 A CN 102745741A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chlor
alkali
titanium
production
titanium material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102473960A
Other languages
English (en)
Inventor
王骏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2012102473960A priority Critical patent/CN102745741A/zh
Publication of CN102745741A publication Critical patent/CN102745741A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及钛白粉制造领域的氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，包括以下步骤：A、将钛铁矿粉磨成粉料，制成浆料，通入氯化氢；B、氯化氢和氧化铁反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；F、滤出的氯化钠溶液反渗透浓缩，所得纯净水循环再用，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料；氯碱厂的副产品氯化氢用于盐酸法富钛料生产，富钛料生产的滤液中的副产品氯化钠作为氯碱厂原料，菱铁矿是炼铁的原料；减少了生产成本，提高富钛料品质，实现三废零排放，真正绿色生产，造福人类。

Description

氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法
技术领域
本发明涉及白色颜料钛白粉的制造领域，具体是指一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法。
背景技术
钛白粉学名二氧化钛(TiO2)，被公认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。它无毒且具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业，被称为“工业味精”，其人均消费量作为衡量一个国家经济发展水平的重要指标，也是衡量该国市场潜力的有力证据。作为我国经济的基础产业，钛白粉从根本上牵动着各个行业的发展神经，经常被誉为国民经济发展的“晴雨表”。
钛白粉的制造方法有两种，硫酸法和氯化法。
硫酸法钛白生产工艺的生产操作程序非常复杂，其基本化学反应包含有一系列的简单化学反应，如由铁精矿作为原料的酸解、水解和煅烧等。硫酸法主要是以钛铁矿和硫酸为原料，用硫酸分解成TiOSO4溶液，过滤除去钛液中的不溶性杂质，然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO4·7H2O，再经浓缩后热水解，制得偏钛酸，洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并滤干，经煅烧脱水脱硫转化为二氧化钛。硫酸法工艺，每生产一吨钛白粉，产生4-5吨绿矾，产生8-10吨20％浓度的废酸，这些废物均对环境造成影响。硫酸法只能生产低档的钛白产品。
氯化法钛白生产工艺是用含富钛料，在含还原料存在的情况下，将氯气通入800-1000℃的氯化反应器内连续进行的，反应所得TiCl4经精馏提纯，然后再进行气相氧化，在速冷后经过气固分离得到钛白粉，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多，必将取代硫酸法钛白生产工艺。
国家产业结构调整指导目录(2011年本)鼓励类中第十一条第7款规定，鼓励单线产能3万吨/年及以上、并以二氧化钛含量不小于90％的富钛料(人造金红石、天然金红石、高钛渣)为原料的氯化法钛白粉生产项目，而限制类中第四条中的第11款已明确限制新建硫酸法钛白项目。
由于氯化法钛白生产工艺要求用富钛料生产(二氧化钛含量不小于90％的富钛料)，富钛料在国际市场供不应求，国内尚无规模化生产企业。
盐酸法富钛料生产技术是近年来新开发的一种富钛料生产技术，该技术处理废水的工艺是酸喷雾焙烧，使废水中的氯化铁、氯化亚铁转化为铁的氧化物，氯根转化为盐酸再回收利用，该方法在浓缩废水时要大量的能耗，且由于氯化钙、氯化镁分解温度较高，造成氧化铁渣中含有大量的氯离子而无法用于炼铁，加上高温下的氯化氢对设备腐蚀性很大，在焙烧过程中硫化物和磷化物也混入盐酸回收***，增加了盐酸的杂质成份，这些因素限制了盐酸法富钛料生产工艺的推广应用。
另一方面，现有的氯碱企业在生产烧碱时，也会产生大量的氯，即氯气或者氯化氢。近几年来依靠PVC平衡氯的途径已导致全行业亏损，平衡氯已是当前氯碱企业的头等大事。
综上，推广氯化法钛白粉生产，必须要有足够的富钛料。盐酸法富钛料生产，对钛铁矿品位要求不高，所得产品质量高，生产成本低，是最佳的生产工艺。而盐酸法富钛料的生产又必须要解决氯化铁废水处理问题；氯碱企业是我国重要的基础化工工业，地位极其重要，而氯碱企业也要解决氯平衡问题。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法。
本发明使用的技术方案如下：
一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，它包括以下步骤：
A、将钛铁矿粉磨成粉料，加入纯净水制成浆料，通入氯化氢；
B、氯化氢和氧化铁进行酸解化学反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；
C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；
D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；
E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；
F、氯化钠溶液进行反渗透浓缩，所得纯净水可循环用于上述步骤A中，再制成浆料，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。
所述步骤A使用破碎机和球磨机两级机械粉碎，粉料粒径70um过筛率大于70％，浆料固液比为1∶4，所述氯化氢为氯碱厂副产品。
所述步骤B中，氯化氢与氧化铁的摩尔浓度比为2-3∶1，酸解化学反应时间为4-6小时。
所述步骤C或者E中，使用压力过滤装置进行过滤。
所述步骤D中所得的菱铁矿中氯离子含量小于0.5％。
所述步骤F中，反渗透膜盐份截留率大于95％，纯净水中氯化钠含量少于5克/升，浓缩后的氯化钠溶液中氯化钠含量大于300克/升。
上述步骤B中，还生成微量氯化镁、氯化钙、氯化锰、氯化铝；上述步骤D或E中，菱铁矿中还含有微量碳酸镁、碳酸钙、碳酸锰、氢氧化铝。
本发明的有益效果是：
(1)氯碱和盐酸法富钛料联合生产，两厂三废零排放，实现绿色制造。即氯碱生产的副产品氯化氢用于盐酸法富钛料生产；富钛料生产的副产品氯化钠作为氯碱企业制造烧碱的原料，菱铁矿是炼铁的原料。
(2)采用盐酸法生产富钛料，大大减少酸的消耗，提高富钛料品质，节省成本3000元/吨以上。
(3)解决了氯碱厂的氯平衡问题，又为氯碱企业提供氯化钠原料，为企业生产烧碱节省成本1500元/吨以上(含平衡氯而补贴到PVC上的费用)。
(4)本发明对钛铁矿的品位高低适应性强，既可用国产广西、海南、攀枝花矿，也可用进口矿。
(5)本发明氯在氯碱和富钛料生产过程中循环，不向外输出，有效解决了氯碱企业的氯平衡问题，也解决了盐酸法富钛料生产的废水处理问题，一箭双雕。
(6)使用纯碱处理滤液更有以下四方面突出优点：
a.可一次性将铁、铝、镁、钙、锰等金属矿物全部沉淀出去，并且沉淀物中不含氯离子，使沉淀物可作为炼铁的原料使用。
b.加入纯碱后，废水转化为中性的氯化钠溶液，可在常温常压下进行净化浓缩，对设备没有腐蚀。
c.氯化钠溶液，即食盐水可用反渗透的方法浓缩，这是目前世界上最经济成熟的废水浓缩装置。
d.处理后的食盐水只要浓缩到一定的浓度就可作为氯碱企业的原料使用，无需结晶，烘干，从而节省大量能源，也不造成浪费。
附图说明
图1是本发明氯碱和盐酸法富钛料联合生产方框图；
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细描述。如图1所示，一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，它包括以下步骤：
A、将钛铁矿粉磨成粉料，加水制成浆料，通入氯碱副产品氯化氢；B、氯化氢和氧化铁反应，生成三氯化铁和氯化亚铁，以及微量氯化镁、氯化钙、氯化锰、氯化铝；C、采用压力过滤装置进行过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；D、在滤液中加入纯碱，搅拌，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿，还含有微量碳酸镁、碳酸钙、碳酸锰、氢氧化铝；E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；F、滤出的氯化钠溶液反渗透浓缩，所得纯净水可循环再用，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。
上述步骤B中，生成三氯化铁：FeCl3，氯化亚铁：FeCl2，以及微量氯化镁：MgCl2，氯化钙：CaCl2，氯化锰：MnCl2，氯化铝AlCl3。
上述步骤D中，在滤液中加入纯碱：Na2CO3，发生以下化学反应：
2FeCl3+3Na2CO3+3H2O→2Fe(OH)3↓+6NaCl+3CO2↑
FeCl2+Na2CO3→FeCO3↓+2NaCl
MgCl2+Na2CO3→MgCO3↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl
MnCl2+Na2CO3→MnCO3↓+2NaCl
2AlCl3+3Na2CO3+3H2O→2Al(OH)3↓+6NaCl+2CO2↑
从上述化学反应可知，溶液中的金属离子全部转化为沉淀物，原混合溶液转化为只含有氯化钠溶质的纯净溶液，经过步骤E再次过滤后，得到的滤渣是以Fe(OH)3和FeCO3为主要成份的菱铁矿，滤液是较为纯净的氯化钠溶液。
表1是年产10万吨富钛料(95％TiO2)投入与产出测算
表1  年产10万吨富钛料(95％TiO2)投入与产出测算
Figure BSA00000750382200041
从上表可以看出，采用本发明的年产10万吨富钛料(95％TiO2)的毛利率可以达到48％，而且是环保、绿色生产，符合国家产业政策，大有可为。

Claims (6)

1.一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
A、将钛铁矿粉磨成粉料，加入纯净水制成浆料，通入氯化氢；
B、氯化氢和氧化铁进行酸解化学反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；
C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；
D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；
E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；
F、氯化钠溶液进行反渗透浓缩，所得纯净水可循环用于上述步骤A中，再制成浆料，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。
2.根据权利要求1所述的一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：所述步骤A使用破碎机和球磨机两级机械粉碎，粉料粒径70um过筛率大于70％，浆料固液比为1∶4，所述氯化氢为氯碱厂副产品。
3.根据权利要求1所述的一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：所述步骤B中，氯化氢与氧化铁的摩尔浓度比为2-3∶1，酸解化学反应时间为4-6小时。
4.根据权利要求1所述的一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：所述步骤C或者E中，使用压力过滤装置进行过滤。
5.根据权利要求1所述的一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：所述步骤D中所得的菱铁矿中氯离子含量小于0.5％。
6.根据权利要求1所述的一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：所述步骤F中，反渗透膜盐份截留率大于95％，纯净水中氯化钠含量少于5克/升，浓缩后的氯化钠溶液中氯化钠含量大于300克/升。
CN2012102473960A 2012-07-13 2012-07-13 氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法 Pending CN102745741A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102473960A CN102745741A (zh) 2012-07-13 2012-07-13 氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102473960A CN102745741A (zh) 2012-07-13 2012-07-13 氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102745741A true CN102745741A (zh) 2012-10-24

Family

ID=47026316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102473960A Pending CN102745741A (zh) 2012-07-13 2012-07-13 氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102745741A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111285379A (zh) * 2020-03-17 2020-06-16 塔里木大学 一种蛭石加工洁净综合利用***和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019898A (en) * 1976-04-30 1977-04-26 Benilite Corporation Of America Beneficiation of ilmenite ore
CN102009995A (zh) * 2010-10-25 2011-04-13 汪晋强 用生产立德粉所得废渣制备碳酸盐的方法
CN102352437A (zh) * 2011-09-15 2012-02-15 沙立林 一种处理钛铁物料盐酸浸出液的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019898A (en) * 1976-04-30 1977-04-26 Benilite Corporation Of America Beneficiation of ilmenite ore
CN102009995A (zh) * 2010-10-25 2011-04-13 汪晋强 用生产立德粉所得废渣制备碳酸盐的方法
CN102352437A (zh) * 2011-09-15 2012-02-15 沙立林 一种处理钛铁物料盐酸浸出液的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韦亮平: "机械活化攀枝花钛铁矿精矿中主要矿物的结构与性质变化规律研究", 《中国优秀硕士学位论文数据库》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111285379A (zh) * 2020-03-17 2020-06-16 塔里木大学 一种蛭石加工洁净综合利用***和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101967563B (zh) 一种利用含钒钛转炉渣的湿法提钒方法
CN104071811B (zh) 一种锂辉石硫酸压煮法提取锂盐的工艺
CN100542968C (zh) 利用氢氧化钠清洁生产二氧化钛的方法
CN105883930B (zh) 一种利用氯化法钛白粉副产氯化渣制备铁红的生产工艺
CN102557128B (zh) 钛白粉生产工艺
CN102616842A (zh) 一种制备钛白粉的方法
CN104310467B (zh) 一种高钛型炉渣的综合利用方法
CN103265069B (zh) 一种制备金红石型二氧化钛的方法
CN106241868B (zh) 一种钛白粉及其制备方法
CN101555036A (zh) 从高炉渣中提取TiO2及SiO2的方法
CN108149015A (zh) 一种富氧选择性浸出提取钒钛磁铁矿中有价组元的方法
CN101224908A (zh) 用高温结晶法生产硫酸锰的方法
CN102101699A (zh) 利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法
CN109706312A (zh) 一种利用钒铬渣和低品位软锰矿同时制备五氧化二钒和化学级二氧化锰的方法
CN104528834A (zh) 人造金红石母液资源化利用新方法
WO2019137543A1 (zh) 一种富氧选择性浸出钛精矿制备高纯度TiO2的方法
CN110078390A (zh) 一种高纯高品质氧化钙和氢氧化钙粉体的制备方法
CN103952567A (zh) 利用多段酸浸取从含钛高炉渣回收钛、硅、铝、钙和镁的方法
CN109825701A (zh) 利用氯化法钛白废盐酸浸取钛铁矿制备富钛料及综合利用的方法
CN1006635B (zh) 用含钛炼铁高炉渣制取钛白粉的方法
CN101891256B (zh) 一种高纯度高锰酸钾和二氧化锰的生产工艺及二氧化碳反应塔
CN103910366A (zh) 利用蛇纹岩制备高纯氧化镁的方法
CN104609472A (zh) 一种用四氯化钛精制除钒泥浆生产五氧化二钒的方法
CN101456594A (zh) 利用低品位锰矿渣制取硫酸锰的方法
CN103952568B (zh) 处理含钛高炉渣的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Jun

Inventor after: Qin Yongjian

Inventor before: Wang Jun

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG JUN TO: WANG JUN QIN YONGJIAN

C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Qin Yongjian

Inventor after: Wang Jun

Inventor before: Wang Jun

Inventor before: Qin Yongjian

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG JUN QIN YONGJIAN TO: QIN YONGJIAN WANG JUN

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121024