專利名稱：用于浸取鈦鐵礦的浸取液、鹽酸浸出法及浸出渣的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，特別涉及鈦鐵礦酸浸時(shí)采用的用于浸取鈦鐵礦的浸取液、 鹽酸浸出法及浸出渣的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鈦?zhàn)鳛橐环N重要的戰(zhàn)略物資在世界經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位，氯化法和硫酸法 為當(dāng)今世界上生產(chǎn)鈦白粉的兩個(gè)主要工藝流程。氯化法所導(dǎo)致的環(huán)境污染比硫酸法少得多，要求原料二氧化鈦含量在90%以上、 粒度須在200目以上、雜質(zhì)含量低，一般以人造金紅石為主。根據(jù)攀西地區(qū)鈦鐵礦的特點(diǎn)， 鹽酸浸出法是制備人造金紅石較佳的方案。目前鹽酸浸出法常用兩大工藝流程分別為預(yù)氧 化流態(tài)化常壓浸出法和選冶聯(lián)合加壓浸出法，上述方法的浸出時(shí)間一般在4小時(shí)以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的第一個(gè)技術(shù)問題是針對(duì)采用鹽酸浸出法浸取鈦鐵礦的生產(chǎn)工 藝，為提高其浸出速度，本發(fā)明提供了一種浸取液。本發(fā)明浸取液是由可溶性氯化鹽與鹽酸組成的復(fù)合體系，浸取液中可溶性氯化鹽 的濃度為0.5mol/L至飽和濃度。為了利于浸出，浸取液中鹽酸濃度為15-33% (w/w) 0其中，可溶性氯化鹽可采用氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化氨、氯化鈣、氯化鎂、氯化 亞鐵、氯化錳、三氯化鋁、三氯化鐵中的至少一種。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)采用上述復(fù)合體系取代鹽酸做浸取液浸出鈦鐵礦等原料，可以提高 HCl中氫離子的活度，提高浸出效率，有效縮短浸出時(shí)間。采用本發(fā)明的復(fù)合體系浸取液一 般在2小時(shí)浸出即可達(dá)到平衡。本發(fā)明所解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供發(fā)明浸取液的制備方法。其一為將可溶性氯化鹽溶于鹽酸，即可。其二為將采用鹽酸浸出法得到的母液調(diào)整可溶性氯化鹽濃度為0. 5mol/L至飽 和濃度，調(diào)整鹽酸濃度為15-33%，即可。其中，鹽酸浸出法得到的母液可以是以往未添加可溶性氯化鹽的鹽酸浸取后得到 的母液，也可以是采用本發(fā)明浸取液浸取后得到的母液，只要調(diào)整母液中的可溶性氯化鹽 和鹽酸的濃度使其達(dá)到目標(biāo)濃度即可。本發(fā)明解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種鹽酸浸出法，該方法是為本發(fā)明浸取液 提供適宜的酸浸條件，其中，酸浸條件為溫度80-150°C;酸浸條件為壓力0-4kg/cm2 ；酸浸步 驟中浸取液與鈦精礦的比例2. 5-4L/kg。采用本發(fā)明鹽酸浸出法得到的浸出渣有兩種應(yīng)用，其一，可以按照中國專利申請(qǐng) 200910306494. 5記載的內(nèi)容，將得到的浸出渣直接用做原料或原料之一應(yīng)用于硫酸法制備 鈦白粉。為了充分利用該浸出渣，也可以將其篩選分級(jí)，粒度小于200目的浸出渣用于硫酸法制備鈦白粉；粒度大于200目的浸出渣用于制備人造金紅石，進(jìn)而用于氯化法制鈦白 粉或海綿鈦。


圖1鹽酸浸出法中鐵的浸出率與時(shí)間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有鹽酸浸出法制備人造金紅石一般采用鹽酸作為浸取液，將鈦鐵礦中的鐵、鈣、 鎂等雜質(zhì)元素通過鹽酸浸出進(jìn)入溶液而將二氧化鈦留在固相中，將母液與固相浸出渣分離 之后，洗滌，干燥，煅燒即得人造金紅石。酸浸的鹽酸濃度一般為18% 30%。若要達(dá)到 90%左右的浸出率，浸取時(shí)間一般在4小時(shí)以上。本發(fā)明浸取液是由可溶性氯化鹽與鹽酸組成的復(fù)合體系，其中鹽酸濃度為 15-33 %?？扇苄月然}可采用氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化氨、氯化鈣、氯化鎂、氯化亞鐵、 氯化錳、三氯化鋁、三氯化鐵中的至少一種?？扇苄月然}的濃度為0. 5mol/L至飽和濃度。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)采用該復(fù)合體系作為浸取液浸出鈦鐵礦等原料，可以提高HCl中氫離 子的活度，提高浸出效率，有效縮短浸出時(shí)間；其中HCl中氫離子的活度隨著氯化鹽濃度的 增加而增加。應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)二價(jià)氯化鹽(如&(12、1%(12、？冗12等)比一價(jià)氯化鹽(如 NaCl、KCl等)更有效，而不同種類的二價(jià)氯化鹽對(duì)增加鹽酸的活度具有等同作用。除了浸 取液中的鈉、鈣、鎂等氯化鹽有增加HCl中氫離子的活度的作用外，鈦精礦中浸出的Fe2+也 同樣有此作用。除MgCl2之外，其它的氯化鹽的溶解度隨HCl濃度的增加和溫度的下降而降低。由 于MgCl2對(duì)水的強(qiáng)親和力，它的存在將大大降低其他二價(jià)氯化鹽(如FeCl2)的溶解度，這有 助于氯化亞鐵的冷卻結(jié)晶。故用氯化鎂與鹽酸形成復(fù)合體系浸取鈦鐵礦。本發(fā)明以攀西地區(qū)的鈦鐵礦作為原料。該地區(qū)的鈦鐵礦主要是共生巖礦，二氧 化鈦品位低，鈦精礦的二氧化鈦品位一般在46-47wt%左右；其次，該鈦精礦鈣鎂雜質(zhì)含量 高，氧化鈣和氧化鎂加起來一般在5-7%左右。為了有效地利用該地區(qū)的鈦鐵礦，本發(fā)明浸 取液中可溶性氯化鹽可采用氯化鎂、氯化鈣、氯化鐵的至少一種。優(yōu)選方案是以原料中的鹽酸可溶性雜質(zhì)為主，以浸出母液循環(huán)使用的方法來建立 浸出復(fù)合氯化鹽稀鹽酸溶液體系，無需另外加氯化鹽。如對(duì)攀西地區(qū)的鈦精礦來說，復(fù)合氯 化鹽選擇用氯化鈣，氯化鎂和氯化鐵，其氯化鈣和氯化鎂的混合比例與原料中的比例接近。具體應(yīng)用時(shí)，按照現(xiàn)有鹽酸浸出法，僅需以本發(fā)明浸取液替換鹽酸浸取即可，浸取 條件為溫度80-150°C，壓力0-4kg/cm2，浸取液與鈦精礦的比例2. 5_4L/kg。通常浸取2小 時(shí)即可達(dá)到平衡。使用該復(fù)合體系浸取液的優(yōu)點(diǎn)如下1、提高浸出效率，有效縮短浸出時(shí)間，進(jìn)而降低運(yùn)行成本。2、在鹽酸回收過程中，因氯化鎂對(duì)水具有很強(qiáng)的親和力，降低了氯化亞鐵的溶解 度，當(dāng)浸出母液冷卻至20-30°C后，使得鐵以四水氯化亞鐵形式結(jié)晶出來，便于除去多余的 氯化亞鐵，更容易將母液中的氯化鹽及鹽酸濃度調(diào)整到目標(biāo)濃度，以便循環(huán)用于浸出生產(chǎn)。3、降低了鹽酸回收成本。由于采用高濃度鹽的浸出條件，將浸出母液調(diào)整氯化鹽
4及鹽酸濃度至目標(biāo)濃度后即可循環(huán)用于浸出生產(chǎn)。在實(shí)際操作時(shí)每個(gè)循環(huán)只需處理小于 20%浸出母液，這將大大節(jié)省鹽酸的回收成本和廢水處理成本。4、可以降低鹽酸的浸出濃度。由于氯化鹽的存在，成倍地增加了 HCl中的氫離子 活度，可以大大降低浸取鈦精礦所需的鹽酸濃度，從而簡(jiǎn)化了鹽酸循環(huán)回收并再次使用的 工藝。實(shí)施例1對(duì)比以鹽酸及本發(fā)明浸取液的浸出率及浸出時(shí)間。表1鈦精礦的浸出條件對(duì)比
浸出組別溫度CO壓力(KgZcmi)浸出液組成(摩爾)HClMgCl2CaCl2FeCl2無鹽130-135Ξ-35. 5000加鹽130-1353-3. 55. 520. 90. 35表1為浸出條件的對(duì)比情況，通過圖1鐵的浸出率與時(shí)間的關(guān)系可看出在浸出時(shí)間為Ih時(shí)，浸取液無鹽時(shí)鈦精礦中鐵的浸出率為16. 7%，而浸取液加鹽 時(shí)鈦精礦中鐵的浸出率為85. 85%。在加鹽的條件下，2h后浸出達(dá)到平衡；而在無鹽條件下，浸出系統(tǒng)需經(jīng)5h方能達(dá) 到平衡在應(yīng)用本發(fā)明浸取液時(shí)，可以選用現(xiàn)場(chǎng)配制的復(fù)合體系，也可以采用從鈦精礦浸 出母液中回收得到?；厥辗椒槿コ瞿敢褐写蟛糠諪eC12后加HCl或通入HCl氣體 直到鹽酸濃度達(dá)到18-33%即可。以下通過實(shí)施例證明采用復(fù)合浸取液的有益效果。實(shí)施例1稀鹽酸加壓浸出(無鹽對(duì)比實(shí)施例)將攀技花鈦精礦和20 %的鹽酸按液固比2. 9加入搪瓷反應(yīng)釜中，在溫度 130-135°C (3-3.5Kg/cm2壓力)下浸出。1小時(shí)后，浸出停止并冷卻。放出浸出母液與浸 渣。然后過濾，洗滌，烘干。取樣分析并計(jì)算物料平衡。結(jié)果如表2所示。鐵的浸出率為 16. 7%。
表2攀技花鈦精礦浸出原礦和浸渣化學(xué)組成分析
產(chǎn)品名稱原料成份％Al2O3CaOMgOFeOTFeTiO2SiO2P原礦1. 371. 083.1233. 5133. 6242. 785. 050. 04浸渣0. 910. 9Ξ2. 928. 928. 9243. Ξ85. 80. 01實(shí)施例2稀鹽酸加壓浸出(無鹽對(duì)比實(shí)施例)將攀技花鈦精礦和20%的鹽酸按液固比2. 9加入搪瓷反應(yīng)釜中，在溫度 130-135°C (3-3. 5Kg/cm2壓力)下浸出。3小時(shí)后，浸出停止并冷卻。放出浸出母液與浸渣。 然后過濾，洗滌，烘干。取樣分析并計(jì)算物料平衡。結(jié)果如表3所示。鐵的浸出率為37. 8%表3攀技花鈦精礦浸出原礦和浸渣化學(xué)組成分析
權(quán)利要求
1.用于浸取鈦鐵礦的浸取液，其特征在于它是由可溶性氯化鹽與鹽酸組成，浸取液 中可溶性氯化鹽的濃度為0. 5mol/L至飽和濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浸取鈦鐵礦的浸取液，其特征在于浸取液中鹽酸濃度 為 15-33% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浸取鈦鐵礦的浸取液，其特征在于所述可溶性氯化鹽 為氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化氨、氯化鈣、氯化鎂、氯化亞鐵、氯化錳、三氯化鋁、三氯化鐵 中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于浸取鈦鐵礦的浸取液，其特征在于所述可溶性氯 化鹽為氯化鎂、氯化鈣、氯化鐵的至少一種。
5.用于浸取鈦鐵礦的浸取液的制備方法，其特征在于將可溶性氯化鹽溶于鹽酸，即可。
6.用于浸取鈦鐵礦的浸取液的制備方法，其特征在于將采用鹽酸浸出法得到的母液 調(diào)整可溶性氯化鹽濃度為0. 5mol/L至飽和濃度，調(diào)整鹽酸濃度為15-33%，即可。
7.鹽酸浸出法，包括酸浸步驟，其特征在于酸浸步驟采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的 浸取液浸取。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鹽酸浸出法，其特征在于酸浸條件為溫度80-150°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鹽酸浸出法，其特征在于酸浸條件為壓力0-4kg/cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鹽酸浸出法，其特征在于酸浸步驟中浸取液與鈦鐵礦的比 例 2.5-4L/kg。
11.權(quán)利要求7-10任一項(xiàng)所述的鹽酸浸出法浸取得到的浸出渣在硫酸法制備鈦白粉 中的應(yīng)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用，其特征在于所述浸出渣分級(jí)，粒度小于200目的浸 出渣用于硫酸法制備鈦白粉。
13.權(quán)利要求7-10任一項(xiàng)所述的鹽酸浸出法浸取得到的粒度大于200目的浸出渣用于 制備人造金紅石。
全文摘要
本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，特別是涉及鈦鐵礦酸浸時(shí)采用的用于浸取鈦鐵礦的浸取液、鹽酸浸出法及浸出渣的應(yīng)用。針對(duì)采用鹽酸浸出法浸取鈦鐵礦的生產(chǎn)工藝，為提高其浸出速度，本發(fā)明提供了一種浸取液和該浸取液的制備方法以及應(yīng)用該浸取液浸取鈦鐵礦的方法。本發(fā)明浸取液是由可溶性氯化鹽與鹽酸組成的復(fù)合體系，浸取液中可溶性氯化鹽的濃度為0.5mol/L至飽和濃度；浸取液中鹽酸濃度為15 33％(w/w)。應(yīng)用本發(fā)明的浸取液和鹽酸浸出法浸取鈦鐵礦等原料，可以增加氯化氫中氫離子的活度，提高浸出效率，有效地縮短浸出時(shí)間；并可降低鹽酸浸出濃度，利于循環(huán)回收利用，進(jìn)而降低鹽酸回收成本。
文檔編號(hào)C22B3/10GK102102149SQ20091031188
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者王鮑勃政琦, 陳樹忠 申請(qǐng)人:陳樹忠