CN114162861A - 一种人造金红石母液综合利用方法 - Google Patents
一种人造金红石母液综合利用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114162861A CN114162861A CN202111652623.3A CN202111652623A CN114162861A CN 114162861 A CN114162861 A CN 114162861A CN 202111652623 A CN202111652623 A CN 202111652623A CN 114162861 A CN114162861 A CN 114162861A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mother liquor
- solid
- phase substance
- reaction
- metatitanic acid
- 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.)
- Granted
Links
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 title claims abstract description 150
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 71
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 61
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N [6-(4-acetyloxy-5,9a-dimethyl-2,7-dioxo-4,5a,6,9-tetrahydro-3h-pyrano[3,4-b]oxepin-5-yl)-5-formyloxy-3-(furan-3-yl)-3a-methyl-7-methylidene-1a,2,3,4,5,6-hexahydroindeno[1,7a-b]oxiren-4-yl] 2-hydroxy-3-methylpentanoate Chemical compound CC12C(OC(=O)C(O)C(C)CC)C(OC=O)C(C3(C)C(CC(=O)OC4(C)COC(=O)CC43)OC(C)=O)C(=C)C32OC3CC1C=1C=COC=1 OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 9
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- DEIVNMVWRDMSMJ-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;oxotitanium Chemical compound OO.[Ti]=O DEIVNMVWRDMSMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 10
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 ferrous heptahydrate Chemical class 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000001034 iron oxide pigment Substances 0.000 description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3] WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010270 TiOCl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010298 TiOSO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021506 iron(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/08—Ferroso-ferric oxide [Fe3O4]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种人造金红石母液综合利用方法，包括以下步骤：S1.将还原钛加入人造金红石母液，进行一次浸出反应，反应结束后经固液分离得一次母液和固相物A；S2.一次母液经孔径0.5～2μm微孔过滤得二次母液和固相物B；二次母液调节温度至60～80℃，进行水解反应，反应结束后，经固液分离得净化母液和偏钛酸固相物C；S3.将净化母液进行氧化反应得氧化铁黑；将偏钛酸固相物C制备三价钛。本申请采用还原钛，无铁粉消耗即可降低人造金红石母液的酸度，有效降低了生产成本，减少资源的浪费。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及了一种人造金红石母液综合利用方法。
背景技术
氯化法钛白生产流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，产品质量控制较硫酸法稳定，“三废”少，环保问题少，已成为钛白的主流生产技术，其原料主要是人造金红石，采用钛白废酸浸取还原钛铁矿制备人造金红石方法，制备的人造金红石成本低，质量好，产量大，设备要求低，但存在浸取后分离出的人造金红石母液难处理问题，盐酸法人造金红石母液含有大量的FeCl2、FeCl3、TiOCl2、以及未反应的HCl，还有少量的钙、镁等金属离子。若得到的人造金红石母液不能合理处理或利用，将直接制约该方法的发展。
采用硫酸法钛白废酸浸取还原钛铁矿制备人造金红石分离出的人造金红石母液，其中含有大量的FeSO4、Fe2(SO4)3、TiOSO4、以及未反应的H2SO4等。由于母液中硫酸亚铁浓度较高，若直接结晶，由于硫酸亚铁本身溶解度较高，结晶分离出七水亚铁结晶率只有30％左右；而采用浓缩结晶，对设备要求高、设备投资费用高、运行费用高；同时人造金红石母液中含有少量酸、杂质等，会影响后期母液应用，同时造成后期应用生产成本偏高；而直接中和，将消耗大量的石灰石或电石泥，产生大量的黄泥，难以利用，同时造成资源浪费。
现有技术中对氯化法和硫酸法人造金红石母液的处理已开展了较多研究报道。
如专利CN202010457199.6公开了一种人造金红石母液的处理方法，其将盐酸法人造金红石母液加入还原钛进行浸出反应，反应结束后固液分离得母液和固相物，所述固相物进行煅烧得人造金红石。该专利采用还原钛作处理剂，降低了母液中残酸的含量，得到的固相物不需要新酸浸出即为合格的富钛料。但是该专利处理后的母液中仍存在高浓度的残酸，仍然需要进一步处理，而且对母液中的Fe离子未加以回收利用。
如专利CN202011199684.4公开了一种人造金红石母液利用方法，其将硫酸法人造金红石母液首先与氯化钙反应，得石膏和氯化亚铁溶液，然后将氯化亚铁加碱得到氢氧化亚铁，再经煅烧，得到铁精粉。该专利虽然对母液中的残酸和Fe离子均加以回收利用，但是需消耗大量的氯化钙。
发明内容
本发明的目的就在于为解决现有技术的不足，提供一种新的人造金红石母液综合利用方法。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种人造金红石母液综合利用方法，包括以下步骤：
S1.将还原钛加入人造金红石母液，进行一次浸出反应，反应结束后经固液分离得一次母液和固相物A；所述一次母液中硫酸质量百分浓度＜1％；所述固相物A添加废酸进行二次浸出反应得人造金红石；
S2.所述一次母液经孔径0.5～2μm微孔过滤得二次母液和固相物B；所述二次母液调节温度至60～80℃，进行水解反应，反应时间为40～100min，反应结束后，经固液分离得净化母液和偏钛酸固相物C；所述固相物B添加废酸进行二次浸出反应得人造金红石；
S3.将所述净化母液进行氧化反应得氧化铁黑；将所述偏钛酸固相物C制备三价钛。
优选的，步骤S1所述一次浸出反应，浸出温度为55～65℃，时间为2～4h，所述还原钛与所述人造金红石母液的质量:体积为1:8～11，t:m3；所述还原钛中铁的金属化率65～85％，所述还原钛中TFe≥30％，TiO2≥55％；所述人造金红石母液中硫酸质量百分浓度为4～8％。
优选的，步骤S1和S2所述二次浸出反应条件为：所述废酸中硫酸的质量分数为16～18％，浸出温度为55～80℃，浸出反应时间为2～4h，固相物与废酸的质量:体积比为1:3～5，t:m3。
优选的，步骤S3所述净化母液进行氧化反应得氧化铁黑的步骤为：
将所述净化母液调整pH为4～6，再通入空气，调节体系温度为75～95℃，保温4～8h；所述空气流量为0.2～2m3/min/立方米物料。
优选的，步骤S3所述偏钛酸固相物C制备三价钛的步骤为：
将所述偏钛酸固相物C水洗后打浆，加硫酸，加热至偏钛酸全部溶解，然后降温补水，加入单质铝反应得三价钛。
优选的，所述偏钛酸固相物C以TiO2计与水洗水用量比为1:30～35，t:m3。
优选的，所述硫酸为质量百分浓度大于95％的浓硫酸，加入量为所述偏钛酸固相物C质量的5～8倍，所述单质铝的加入量为所述偏钛酸固相物C质量的0.15～0.20倍，其中所述偏钛酸固相物C质量以TiO2计。
优选的，步骤S3采用碳酸钠、氢氧化钠或氨水调节pH。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
1、本申请采用还原钛，无铁粉消耗即可降低人造金红石母液的酸度，有效降低了生产成本，减少资源的浪费；
2、本申请提高了一次母液中铁离子的浓度，在消耗同等体积母液的情况下，能够产出更多的氧化铁颜料，且降低了一次母液中硫酸的浓度，可以减少氧化铁颜料制备过程中碳酸钠的消耗；
3、本申请采用微孔过滤回收固相物B，相较于传统添加絮凝剂及活性炭除杂方式，固相物B中不引入新的杂质能回用于生产。同时将偏钛酸固相物C用于生产三价钛进行废物利用，使得全流程无有害物质排放，且人造金红石母液得到了最充分利用。
本申请与专利CN202011199684.4相比，不需要消耗碱和大量的氯化钙，即可将人造金红石母液中的铁、钛和废酸加以回收利用；与专利CN202010457199.6相比，本专利可降低母液酸度，且对母液中的Fe离子加以回收利用。
具体实施方式
本发明提供的人造金红石母液综合利用方法，包括以下步骤：
S1.将还原钛加入人造金红石母液，进行一次浸出反应，反应结束后经固液分离得一次母液和固相物A；一次母液中硫酸质量百分浓度＜1％；固相物A主要是含有单质铁的还原钛，可添加废酸进行二次浸出反应得人造金红石，使钛资源充分回收利用；
S2.一次母液经孔径0.5～2μm微孔过滤得二次母液和固相物B；二次母液调节温度至60～80℃，进行水解反应，反应时间为40～100min，反应结束后，经固液分离得净化母液和偏钛酸固相物C；步骤S1经固液分离后，未完全反应的还原钛大部分进入固相物A，但是仍有少量小颗粒物质留存在一次母液中，经微孔过滤，可有效分离，得到二次母液和固相物B，固相物B也可添加废酸进行二次浸出反应得人造金红石；二次母液经水解后，可溶性钛水解为不溶于水的偏钛酸固相物；
S3.将净化母液进行氧化反应得氧化铁黑；将偏钛酸固相物C制备三价钛。
固相物A、固相物B主要成分为含有单价铁的还原钛，将其添加废酸进行二次浸出，得到人造金红石，可最大程度的回收利用钛、铁资源；偏钛酸固相物C主要成分是可溶钛水解后形成的偏钛酸(含有少量的铁)，将其用于制备三价钛，三价钛可用于硫酸法钛白粉漂白工段，可充分利用其中的钛资源，偏钛酸固相物中的铁含量也可在漂白工段去除，减少了铁含量对钛白粉的不利影响。
还原钛指钛铁矿经过还原处理得到的产品，主要成分TiO2和MFe，本申请首先采用还原钛对人造金红石母液进行一次浸出反应，利用还原钛中铁元素消耗人造金红石母液中的残酸，有效降低了人造金红石母液中的硫酸残留，得到了含有可溶性硫酸氧钛的一次母液和不溶性金红石固相物A，其中一次母液的残酸浓度＜1％，然后将一次母液首先经过微孔过滤回收残留的还原钛颗粒；再经过水解，将可溶性硫酸氧钛水解为不溶于水的偏钛酸固相物C和含有可溶性Fe盐的净化母液，然后将偏钛酸固相物C和净化母液分别进行处理，制备得到三价钛和氧化铁黑，实现对Fe元素和钛元素的回收利用。
因此，本发明通过一次浸出反应降低人造金红石母液的酸度，相较于传统添加铁粉降低人造金红石母液酸度，无铁粉消耗，且利用人造金红石母液中的酸和还原钛中的铁元素，提高了一次母液中铁离子的浓度，在消耗同等体积母液的情况下，能够产出更多的氧化铁颜料，且降低酸度可以减少氧化铁颜料制备过程中碳酸钠的消耗。一次反应后采用微孔过滤回收固相物B，相较于传统添加絮凝剂及活性炭除杂方式，固相物B中不引入新的杂质能回用于生产。同时将偏钛酸固相物C用于生产三价钛进行废物利用，使得全流程无有害物质排放，且人造金红石母液得到了最充分利用。
优选的，步骤S1一次浸出反应，浸出温度为55～65℃，时间为2～4h，还原钛与人造金红石母液的质量:体积为1:8～11，t:m3；还原钛中铁的金属化率65～85％，还原钛中TFe≥30％，TiO2≥55％；人造金红石母液中硫酸质量百分浓度为4～8％。此一次浸出条件下，得到的二次母液pH正好在现有技术水解反应pH要求区间，即pH3～5，因此母液水解时不需像现有技术一样使用碳酸钠调节体系pH。
优选的，步骤S1和S2二次浸出反应条件为：废酸中硫酸的质量分数为16～18％，浸出温度为55～80℃，浸出反应时间为2～4h，固相物与废酸的质量:体积比为1:3～5，t:m3。二次浸出与一次浸出反应固液比要求不同，原因在于：一次浸出时人造金红石母液与过量的还原钛反应，降低母液的酸度，提高铁离子浓度；二次浸出时将一次浸出的固相物与过量废硫酸反应，将一次浸出的固相物中的单质铁完全反应，得到合成人造金红石。
优选的，步骤S3净化母液进行氧化反应得氧化铁黑的步骤为：
将净化母液调整pH为4～6，再通入空气，调节体系温度为75～95℃，保温4～8h；空气流量为0.2～2m3/min/立方米物料。可采用碳酸钠、氢氧化钠或氨水调节pH。
优选的，步骤S3偏钛酸固相物C制备三价钛的步骤为：
将偏钛酸固相物C水洗后打浆，加硫酸，加热至偏钛酸全部溶解，然后降温补水，加入单质铝反应得三价钛。
优选的，偏钛酸固相物C以TiO2计与水洗水用量:体积比为1:30～35，t:m3。
优选的，硫酸为质量百分浓度大于95％的浓硫酸，加入量为偏钛酸固相物C质量的5～8倍，单质铝的加入量为偏钛酸固相物C质量的0.15～0.20倍，其中偏钛酸固相物C质量以TiO2计，本申请与常规的三价钛制备工艺相比，由于偏钛酸固相物C中铁含量较常规偏钛酸多，单质铝用量需略微增加。
实施例1
(1)将100g还原钛(还原钛中铁的金属化率80％，TFe 35％，TiO260％)加入800mL人造金红石母液中进行一次浸出反应，浸出温度55℃，浸出反应2h后，浸出反应结束后固液分离得一次母液和固相物A，检测一次母液的酸含量，结果见表1；
(2)将一次母液使用孔径0.5μm微孔过滤得二次母液和固相物B，检测二次母液的固含量，结果见表1；然后将二次母液温度控制在80℃，同时保温40min进行水解反应，反应后静置4h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物C；
(3)90g固相物A和固相物B加入至270mL钛白废酸(所述废酸硫酸质量分数17％，以硫酸计)进行二次浸出反应，浸出温度为75℃，浸出反应时间为2h，浸出反应结束后固液分离得人造金红石母液和合成金红石；人造金红石母液返回至步骤S1继续进行处理；
(4)用3L软化水对100g偏钛酸固相物C(按TiO2计)进行水洗，再将水洗后偏钛酸固相物打浆成浓度200g/L溶液，加入500g 98％硫酸后，加热至偏钛酸全部溶解后，降温补水，加入15g铝粉反应得三价钛溶液；
(5)将500mL净化母液，加入碳酸钠溶液将pH调整为4，再通入空气，空气流量为0.2m3/min/立方米物料，同时控制体系温度75℃，保温6h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
实施例2
(1)将100g还原钛加入900mL人造金红石母液中进行一次浸出反应，浸出温度60℃，浸出反应2h后，浸出反应结束后固液分离得一次母液和固相物A，检测一次母液的酸含量，结果见表1；
(2)将一次母液使用孔径1μm微孔过滤设备进行过滤得二次母液和固相物B，检测二次母液的固含量，结果见表1；将500mL二次母液体系温度控制在70℃，同时保温50min进行水解反应，反应后静置4.5h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物C；
(3)90g固相物A和固相物B加入至270mL钛白废酸进行二次浸出反应，浸出温度为78℃，浸出反应时间为2h，浸出反应结束后固液分离得人造金红石母液和合成金红石；人造金红石母液返回至步骤S1继续进行处理；
(4)用3.2L软化水对100g偏钛酸固相物(按TiO2计)进行水洗，再将水洗后偏钛酸固相物打浆成浓度250g/L溶液，加入650g 98％硫酸后，加热至偏钛酸全部溶解后，降温补水，加入18g铝粉反应得三价钛溶液；
(5)将500mL净化母液，加入碳酸钠溶液将pH调整为5，再通入空气，空气流量为0.5m3/min/立方米物料，同时控制体系温度80℃，保温5h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
实施例3
(1)预处理：将100g还原钛加入1000mL人造金红石母液中进行一次浸出反应，浸出温度58℃，浸出反应2h后，浸出反应结束后固液分离得一次母液和固相物A，检测一次母液的酸含量，结果见表1；
(2)将一次母液使用孔径2μm微孔过滤设备进行过滤得二次母液和固相物B，检测二次母液的固含量，结果见表1；将500mL二次母液温度控制在80℃，同时保温50min进行水解反应，反应后静置4h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物；
(3)90g固相物A和固相物B加入至270mL钛白废酸进行二次浸出反应，浸出温度为80℃，浸出反应时间为2h，浸出反应结束后固液分离得人造金红石母液和合成金红石；人造金红石母液返回至步骤S1继续进行处理；
(4)用3.5L软化水对100g偏钛酸固相物C(按TiO2计)进行水洗，再将水洗后偏钛酸固相物打浆成浓度300g/L溶液，加入800g 98％硫酸后，加热至偏钛酸全部溶解后，降温补水，加入20g铝粉反应得三价钛溶液；
(5)将500mL净化母液，加入碳酸钠溶液将pH调整为4.5，再通入空气，空气流量为0.8m3/min/立方米物料，同时控制体系温度78℃，保温5h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
实施例4
(1)预处理：将100g还原钛加入800mL人造金红石母液中进行一次浸出反应，浸出温度55℃，浸出反应2.5h后，浸出反应结束后固液分离得一次母液和固相物A，检测一次母液的酸含量，结果见表1；
(2)将一次母液使用孔径0.5μm微孔过滤设备进行过滤得二次母液和固相物B，检测二次母液的固含量，结果见表1；将500mL二次母液温度控制在60℃，同时保温70min进行水解反应，反应后静置5h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物；
(3)90g固相物A和固相物B加入至450mL钛白废酸进行二次浸出反应，浸出温度为80℃，浸出反应时间为2h，浸出反应结束后固液分离得人造金红石母液和合成金红石；人造金红石母液返回至步骤S1继续进行处理；
(4)用3.5L软化水对100g偏钛酸固相物C(按TiO2计)进行水洗，再将水洗后偏钛酸固相物打浆成浓度300g/L溶液，加入500g 98％硫酸后，加热至偏钛酸全部溶解后，降温补水，加入20g铝粉反应得三价钛溶液；
(5)将500mL净化母液，加入碳酸钠溶液将pH调整为4，再通入空气，空气流量为1.2m3/min/立方米物料，同时控制体系温度75℃，保温4h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
实施例5
(1)预处理：将100g还原钛加入900mL人造金红石母液中进行一次浸出反应，浸出温度56℃，浸出反应2.5h后，浸出反应结束后固液分离得一次母液和固相物A，检测一次母液的酸含量，结果见表1；
(2)将一次母液使用孔径2μm微孔过滤设备进行过滤得二次母液和固相物B，检测二次母液的固含量，结果见表1；将500mL二次母液温度控制在80℃，同时保温40min进行水解反应，反应后静置5h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物；
(3)90g固相物A和固相物B加入至270mL钛白废酸进行二次浸出反应，浸出温度为80℃，浸出反应时间为2h，浸出反应结束后固液分离得人造金红石母液和合成金红石；人造金红石母液返回至步骤S1继续进行处理；
(4)用3.5L软化水对100g偏钛酸固相物C(按TiO2计)进行水洗，再将水洗后偏钛酸固相物打浆成浓度300g/L溶液，加入800g 98％硫酸后，加热至偏钛酸全部溶解后，降温补水，加入15g铝粉反应得三价钛溶液；
(5)将500mL净化母液，加入碳酸钠溶液将pH调整为5，再通入空气，空气流量为0.4m3/min/立方米物料，同时控制体系温度95℃，保温5h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
对比例1
(1)将人造金红石母液使用碳酸钠溶液调整pH为3.7，然后将体系温度控制在60℃，同时保温70min进行水解反应，反应后静置5h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物C；
(2)用3.5L软化水对100g偏钛酸固相物C(按TiO2计)进行水洗，再将水洗后偏钛酸固相物打浆成浓度300g/L溶液，加入500g98％硫酸后，加热至偏钛酸全部溶解后，降温补水，加入20g铝粉反应得三价钛溶液；
(3)将500mL净化母液，加入75g七水硫酸亚铁固体后，添加碳酸钠溶液将pH调整为4，再通入空气，空气流量为1.2m3/min/立方米物料，同时控制体系温度75℃，保温4h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
对比例2
(1)将人造金红石母液使用碳酸钠溶液调整pH为3.7，然后将体系温度控制在60℃，同时保温70min进行水解反应，反应后静置5h后进行过滤得净化母液和偏钛酸固相物C；
(2)偏钛酸固相物C堆存处理；
(3)将500mL净化母液，加入75g七水硫酸亚铁固体后，添加碳酸钠溶液将pH调整为4，再通入空气，空气流量为1.2m3/min/立方米物料，同时控制体系温度75℃，保温4h进行氧化反应得氧化铁黑浆料。
对实施例1～5以及对比例1～2母液综合利用和氧化铁黑性能进行分析，结果如表1和2所示。
表1母液综合利用数据表
表2
从以上数据对比可知，使用本发明方法后，一次母液的酸含量降至0.1％以下，二次母液的固含量符合生产要求，用于制备氧化铁黑料浆时，七水硫酸亚铁及碱液的消耗降低。使用固体偏钛酸固相物C制备的三价钛溶液满足生产指标要求，解决了现有技术产生的固体偏钛酸固相物C含有合成金红石及碳粉，造成使用固体偏钛酸固相物C制备的三价钛浑浊，无法应用于硫酸法钛白漂白工序生产，只能堆存处理的问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将还原钛加入人造金红石母液，进行一次浸出反应，反应结束后经固液分离得一次母液和固相物A；所述一次母液中硫酸质量百分浓度＜1％；所述固相物A添加废酸进行二次浸出反应得人造金红石；
S2.所述一次母液经孔径0.5～2μm微孔过滤得二次母液和固相物B；所述二次母液调节温度至60～80℃，进行水解反应，反应时间为40～100min，反应结束后，经固液分离得净化母液和偏钛酸固相物C；所述固相物B添加废酸进行二次浸出反应得人造金红石；
S3.将所述净化母液进行氧化反应得氧化铁黑；将所述偏钛酸固相物C制备三价钛。
2.如权利要求1所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
步骤S1所述一次浸出反应，浸出温度为55～65℃，时间为2～4h，所述还原钛与所述人造金红石母液的质量:体积为1:8～11，t/m3；所述还原钛中铁的金属化率65～85％，所述还原钛中TFe≥30％，TiO2≥55％；所述人造金红石母液中硫酸质量百分浓度为4～8％。
3.如权利要求1所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
步骤S1和S2所述二次浸出反应条件为：所述废酸中硫酸的质量分数为16～18％，浸出温度为55～80℃，浸出反应时间为2～4h，固相物与废酸的质量:体积比为1:3～5，t:m3。
4.如权利要求1所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
步骤S3所述净化母液进行氧化反应得氧化铁黑的步骤为：
将所述净化母液调整pH为4～6，再通入空气，调节体系温度为75～95℃，保温4～8h；所述空气流量为0.2～2m3/min/立方米物料。
5.如权利要求1所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
步骤S3所述偏钛酸固相物C制备三价钛的步骤为：
将所述偏钛酸固相物C水洗后打浆，加硫酸，加热至偏钛酸全部溶解，然后降温补水，加入单质铝反应得三价钛。
6.如权利要求5所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
所述偏钛酸固相物C以TiO2计与水洗水用量比为1:30～35，t:m3。
7.如权利要求5所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
所述硫酸为质量百分浓度大于95％的浓硫酸，加入量为所述偏钛酸固相物C质量的5～8倍，所述单质铝的加入量为所述偏钛酸固相物C质量的0.15～0.20倍，其中所述偏钛酸固相物C质量以TiO2计。
8.如权利要求4所述的人造金红石母液综合利用方法，其特征在于，
步骤S3采用碳酸钠、氢氧化钠或氨水调节pH。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111652623.3A CN114162861B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种人造金红石母液综合利用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111652623.3A CN114162861B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种人造金红石母液综合利用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114162861A true CN114162861A (zh) | 2022-03-11 |
| CN114162861B CN114162861B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=80488680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111652623.3A Active CN114162861B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种人造金红石母液综合利用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114162861B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1425779A (en) * | 1973-02-02 | 1976-02-18 | Ontario Research Foundation | Recovery of titanium dioxide from ores |
| CN109110807A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-01 | 宜宾学院 | 一种联产人造金红石和硫酸法钛白粉的方法 |
| CN109467123A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-15 | 宜宾天原集团股份有限公司 | 一种人造金红石母液综合资源化利用方法 |
| CN111593210A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 宜宾天原海丰和泰有限公司 | 人造金红石母液的处理方法 |
| CN112408472A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-26 | 龙蟒佰利联集团股份有限公司 | 一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法 |
| CN113562772A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-29 | 龙佰集团股份有限公司 | 一种四水硫酸亚铁的制备方法 |
-
2021
- 2021-12-30 CN CN202111652623.3A patent/CN114162861B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1425779A (en) * | 1973-02-02 | 1976-02-18 | Ontario Research Foundation | Recovery of titanium dioxide from ores |
| CN109110807A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-01 | 宜宾学院 | 一种联产人造金红石和硫酸法钛白粉的方法 |
| CN109467123A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-15 | 宜宾天原集团股份有限公司 | 一种人造金红石母液综合资源化利用方法 |
| CN111593210A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 宜宾天原海丰和泰有限公司 | 人造金红石母液的处理方法 |
| CN112408472A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-26 | 龙蟒佰利联集团股份有限公司 | 一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法 |
| CN113562772A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-29 | 龙佰集团股份有限公司 | 一种四水硫酸亚铁的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 唐昌运;缑可贞;唐勇;王琼;: "人造金红石母液资源化制备铁红的合成工艺研究", 中国氯碱, no. 06, 20 June 2020 (2020-06-20) * |
| 程士哲: "钛白粉厂生产中副产物硫酸亚铁和钛废液的综合利用", 矿产综合利用, pages 206 - 209 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114162861B (zh) | 2024-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100357361C (zh) | 钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄及氧化铁红的方法 | |
| CN107720801B (zh) | 一种利用钛白废酸制备沉淀硫酸钡的方法 | |
| CN112320780B (zh) | 磷酸铁废料的回收方法 | |
| CN110589884A (zh) | 一种废副二氯氧钛回收利用的方法 | |
| CN108911237A (zh) | 钠化提钒废水资源化利用的方法 | |
| CN110002490A (zh) | 以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法 | |
| CN113896209B (zh) | 一种废盐制备碳酸钠副产硫酸钾、硫酸铵和氯化铵的方法 | |
| CA1129179A (en) | Titanium dioxide hydrate of a particular structure and process of manufacture thereof | |
| CN106044853B (zh) | 一种偏钒酸铵深度除硅的纯化方法 | |
| CN112645383B (zh) | 一种高氯含量r晶种的利用方法 | |
| CN114350955A (zh) | 一种沉钒废水中各元素高值化的处理方法 | |
| CN104743606B (zh) | 偏钛酸纯化方法 | |
| CN109019680A (zh) | 一种氯化法钛白粉副产盐酸生产钛白粉方法 | |
| CN112978796A (zh) | 一种钒酸钠溶液清洁制备五氧化二钒的方法 | |
| CN112390295A (zh) | 一种人造金红石母液利用方法 | |
| CN116715270A (zh) | 一种水合氧化铬除去重铬酸钠母液中杂质离子的方法 | |
| CN114162861B (zh) | 一种人造金红石母液综合利用方法 | |
| CN111892222B (zh) | 一种硫酸铵废水循环利用方法 | |
| CN113603127B (zh) | 一种氯化钙废水的浓硫酸处理及联产化学石膏的方法 | |
| CN214115239U (zh) | 一种氯化法制钛白粉收尘废渣水资源化处理*** | |
| CN109809582A (zh) | 一种硫酸钾废水回收利用方法 | |
| CN114162875A (zh) | 氧化铁颜料用硫酸亚铁溶液的制备方法和制备装置、氧化铁颜料 | |
| CN109748310A (zh) | 一种硫酸钡和碳酸钾混合溶液的分离方法 | |
| US2507729A (en) | Titanium oxide pigment production | |
| CN113912130A (zh) | 一种氧化铁红及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |