机械活化攀枝花钛铁矿强化浸出的研究

摘要

目前，我国钛白粉的生产主要采用硫酸法，以固相法酸解钛铁矿时硫酸浓度，伴随激烈的高温反应有大量的酸性废气排放。而水解产生的大量废酸无法经济而有效地处理已成为制约硫酸法钛白发展的关键问题。降低反应酸的浓度以回用废酸，对于硫酸法钛白的清洁生产具有积极的意义。　　钛铁矿直接与稀硫酸反应，反应速度慢、酸解率低。而活化后的钛铁矿与稀硫酸反应速度快、酸解率高。本文工作把机械活化引入到钛铁矿的酸解中，研究了滚筒球磨活化钛铁矿的酸解工艺条件。结果表明，当采用球料比70：1，钢球直径20mm时活化效果最好。对不同活化时间的钛铁矿进行粒度分析发现，随着活化时间的延长，钛铁矿粒度变小。但活化超过2小时后颗粒的团聚速度超过了细化速度，粒度开始变大。比表面积分析表明，随着活化时间的延长比表面积一直呈增大的趋势。XRD分析表明，晶粒尺寸随着活化时间的延长而变小，活化4小时后基本不再变化。活化后的钛铁矿的晶格常数发生了变化。因此，机械活化导致矿物颗粒晶粒的细化以及晶格畸变，从而强化了浸出。　　活化0～120min钛铁矿浸出动力学实验表明：酸矿比400(m1)：2(g)，硫酸浓度40％，搅拌速度＞400rpm时对浸出没有影响；随着活化时间的延长，钛铁矿表观反应活化能下降，酸解率提高；在80℃～110℃范围内，随反应温度升高，钛铁矿反应速度加快，同一温度下的浸出明显分两个阶段：前期反应速度快，后期速度慢。对活化矿在不同浸出时间得到的浸出渣进行粒度分析和XRD分析，结果表明：在浸出的前30min内，随着反应时间的延长，浸出渣颗粒越来越大，之后开始下降。　　多级液相酸解工艺实验结果表明，采用50％硫酸，酸矿比1.4：1.5，初始温度120℃，经四级酸解后的钛液再与机械活化钛铁矿在100℃条件下，反应1小时，最终能够得到F＜2.1的工业合格钛液。前四级的酸解率高达90％以上。

目录

文摘

英文文摘

1文献综述

1.1钛资源现状及钛白粉的生产工艺

1.2机械活化在湿法冶金中的应用

1.3机械活化对矿物原料性质的影响

1.4机械活化的影响因素

1.5机械活化作用机理

1.6机械活化含钛矿物研究现状

1.7本论文的研究内容与研究方法

2机械活化钛铁矿浸出动力学研究

2.1实验部分

2.1.1实验装置

2.1.2实验原料

2.1.3实验药品

2.1.4实验方法

2.1.5分析方法

2.1.6理论分析

2.2实验结果与讨论

2.2.1预实验

2.2.2动力学实验

2.3小结

3机械活化钛铁矿的液相酸解工艺研究

3.1实验部分

3.1.1实验原料

3.1.2实验装置

3.1.3实验及分析方法

3.2实验结果与讨论

3.2.1酸解工艺条件的选择

3.2.2机械活化钛铁矿多次酸解工艺的提出

3.2.3钛铁矿酸解中各组分的浸出行为

3.2.4酸矿比为1.4：2.5时四级酸解工艺的计算

3.2.5酸矿比1.4：1.5条件下多级酸解工艺研究

3.2.6酸矿比为1.4：1.5时各级酸解混合钛液与活化矿的反应

3.3多级酸解工艺流程及物料衡算

3.3.1多级酸解工艺流程

3.3.2多级酸解流程物料计算

3.4小结

4钛铁矿的机械力化学变化及强化浸出机理的初步研究

4.1实验部分

4.1.1样品制备

4.1.2分析测试方法

4.2实验结果与讨论

4.2.1钛铁矿机械活化时物理化学性质的变化

4.2.2钛铁矿强化浸出机理初步研究

4.3小结

5活化设备类型对钛铁矿强化浸出影响的初步研究

5.1实验方法

5.2实验结果与讨论

6结论

参考文献

附录1原矿与活化矿粒度分析

附录2酸解率的测定

附录3有效酸的测定

附录4总钛含量的测定

附录5反应渣XRD分析

附录6原矿与活化矿比表面积分析

附录7反应不同时间的活化矿粒度分析

附录8反应不同时间的活化矿XRD分析

读研究生期间发表论文

致谢

声明