废盐酸浸出酸溶性钛渣制备钛白粉工艺研究

摘要

钛白粉是当今世界发展最快的无机化工产品之一，在最重要的无机化合物中排第三位，位于氨和磷酸之后，广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业，是应用非常广泛的基础精细化工原料。
　　目前，全世界钛白生产方法主要有两大类：硫酸法和氯化法，此外还有盐酸法、混合法以及硝酸法等，由于钛的回收率低、设备腐蚀严重以及对原料的要求高等原因，使得仅有硫酸法和氯化法应用于工业生产。
　　本课题针对贵州省遵义钛业股份有限公司提供的低品位高钛渣的物化特性，以盐酸法为基础提出了一种新的制备钛白粉的方法，通过添加改性剂提高高钛渣的酸溶性能，并采用废酸代替浓盐酸进行浸出，之后再经过水解和煅烧工艺制取钛白粉。并得到如下结论：
　　（1）通过对高钛渣改性焙烧过程的分析表明，高钛渣中的复杂固溶体与Na2CO3发生反应生成钛酸钠和铁酸钠，改善了高钛渣的酸溶性。改性焙烧的最佳条件为焙烧时间2h，焙烧温度850℃，改性剂配比为0.7:1,此时 Ti浸出率为95.48％。
　　（2）通过对改性焙烧过程的动力学分析，得出Na2CO3与高钛渣的反应限制环节为Na2CO3在固体产物层间的扩散。动力学模型可用GB模型来描述。动力学方程式为：此处公式省略！，活化能为93.532KJ/mol。
　　（3）最佳浸出条件为粒度200目以下，液固比5:1、废酸浓度30%、反应时间1.5h、浸出温度70℃。此条件下Ti浸出率为95.60%。最佳水解条件为水解温度100℃，水解时间70min，稀释比为1.此时水解率为94.02%
　　（4）水解产物在煅烧温度为1200℃，煅烧时间为2h的煅烧条件下，可得到品位为99.41%钛白粉；通过XRD分析，可确定在该条件下，最终产品基本转为金红石型二氧化钛。

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第一章 绪论

1.1钛白粉的性质和用途

1.2 国内外钛白粉生产状况

1.3钛白粉的生产工艺

1.4 本课题研究目的及研究内容

第二章 实验原料、流程及设备

2.1高钛渣的主要化学成分与物相组成

2.2实验试剂与设备

2.3实验方法

2.4本章小结

第三章 高钛渣改性实验

3.1高钛渣改性焙烧的热力学分析

3.2高钛渣改性实验的结果与讨论

3.3高钛渣改性焙烧正交实验

3.4 改性焙烧实验的动力学分析

3.5本章小结

第四章 改性高钛渣废酸浸出实验

4.1 高钛渣废酸浸出实验的结果与讨论

4.2 改性高钛渣浸出正交实验

4.3 改性高钛渣废酸浸出机理的分析

4.4改性高钛渣浸出试验动力学初步分析

4.5本章小结

第五章 钛盐溶液水解试验

5.1 水解机理分析

5.2 钛盐溶液水解实验的结果与讨论

5.3本章小结

第六章 偏钛酸的煅烧

6.1 偏钛酸的煅烧

6.2 本章小结：

第七章 结论

致谢

参考文献