钒钛磁铁矿中的提钛方法

1、钒钛磁铁矿中提钛方法 钛 钛是元素周期表第四周期ivb族元素， 元素符号ti，原子序数22，原子量47.88. 钛熔点1660 ，沸点3287 ，密度 4.54g/cm3 。是一种银白色的过渡金属， 其特征为重量轻、强度高、具金属光泽， 亦有良好的抗腐蚀能力(包括海水、王水 及氯气)。 钛最有用的两个特性是，抗腐蚀性，及 金属中最高的强度-重量比。在非合金的 状态下，钛的强度跟某些钢相若，但却 还要轻45%。 中国钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的 38.85%，主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地，其中 攀西（攀枝花西昌）地区是中国最大的钛资源基地，钛资源量为 87亿

2、吨。 feofe2o3tio2v2o5cr2o3mnococuni 10 0.11 0.010.1 题设钒钛磁铁矿成分 ga2o3sc2o3sio2al2o3caomgop2o5s 0.0010.01 20 110 0.11 钒钛磁铁矿中钛提取冶金流程 钒钛磁铁矿是一种多元素的共生矿, 它的组成随产地不同有所 差别。主要用作提取铁、钒、钛的原料。开采出来的矿石, 经选矿获 得含钒铁精矿, 用作冶炼钢铁的原料。选铁的尾矿用于回收钛铁矿精 矿(简称为钛精矿), 用作提取钛产品的原料。 钒铁磁铁矿在世界上的储量很丰富, 我国的储量名列前茅, 四川攀 西地区储量达百亿吨, 占全国储量的80 %以上。但

3、钛砂矿资源较少, 分布也较分散, 至今没有发现大型钛砂矿床。所以, 从攀枝花钒钛磁 铁矿中回收钛铁矿成为我国钛原料的重要来源之一。 钛 提 取 冶 金 流 程 尾矿 钛精矿 电炉还原熔炼 钛渣硫酸法 盐酸酸浸 人造金红石 四氯化钛 钛白 海绵钛 氯化 除铁 镁热还原氧化 电炉还原熔炼 经过多重选矿富集后的钛精矿中还还有大量的铁，由于钛和 铁对氧的亲和力不同，它们的氧化物生成自由焓有较大的差异， 因此可以经过选择性还原熔炼，可以分别获得生铁和钛渣。经 过富集的钛渣可以大量减少工艺流程中杂质的生成。 人造金红石的制取 （1）盐酸浸出法 将钛铁矿配以适量碳在回转窑中进行固相还原，将铁浸出于液相， 使

4、钛以tio2形态富集于滤渣中，主要反应： fetio3 + 2hcl = tio2 + fecl2 + h2o 浸出后过滤、洗涤滤渣，在870980下煅烧得到含tio292%96% 结构疏松的人造金红石。产生的废酸和洗涤水采用喷雾法再生，供 浸出循环使用。 （2）硫酸浸出法 主要反应：feotio2 + h2so4 = tio2 + feso4 +h2o 可有效利用硫酸法钛白生产排除的废硫酸，浸出后的残酸可回收， 生产成本低。 四氯化钛的制取 （1）粗制粗制 粗四氯化钛生产采用氯化法，将含钛原料配上还原剂在800900 下通氯制得。其主要反应为： tio2 + 2cl2 + 2c = ticl

5、4 + 2co tio2 + 2cl2 + c = ticl4 + co2 沸腾氯化沸腾氯化 工艺上沸腾氯化将细颗粒富钛料与固体碳质还原剂在高 温氯气气流作用下呈流态化状态，同时发生氯化反应，生产四氯化 钛。炉产能力大，操作连续化。 相对而言熔盐氯化工艺产能小，产生的废盐量大，不易处理。竖炉 氯化工艺流程长，产能也低。故选择沸腾氯化为最佳方案。 四氯化钛的制取 （2）精制精制 粗四氯化钛中的杂质及除杂方法粗四氯化钛中的杂质及除杂方法 1、不溶于四氯化钛中的悬浮物 工业上采用沉降、过滤的方法除去 2、溶解于四氯化钛中的杂质 常温下为气体的杂质 在四氯化钛沸腾时易逸出而分离 和四氯化钛沸点相差较大

6、的杂质 分别采用分馏和精馏法除去 和ticl4 沸点相近并互溶的杂质 化学法(铝还原法) 海绵钛的制取 镁热还原法镁热还原法 以镁作还原ticl4的反应为： ticl4 + 2mg = ti + 2mgcl2 反应须在惰性气体保护下进行，反应温度为800900 。还原 反应为放热反应，可维持自热生产。还原产物中除钛外尚有过 量镁、少量mgcl2和少许低价钛的氯化物。目前工业上通常采 用真空蒸馏或酸浸法除去。 钛白的制取 （1）硫酸法）硫酸法 原料准备硫酸分解净化水解 偏钛酸漂洗盐处理偏钛酸煅烧 钛白表面处理成品 水解水解 水解方法有三种： 1、外加晶种加压法：加压提高水解温度，往钛液中加碱中

7、和制备晶种； 2、外加晶种常压法：在常压下加碱中和制备晶种； 3、自生晶种稀释法：往水解罐中加沸水以制得晶种。 水解条件决定最终产品钛白的质量及粒度，因此水解时要 严格控制钛液浓度、钛铁比、溶液酸度、稳定度和澄清度、 晶种活性和加入量、水解温度和时间等。 钛白的制取 （2）氯化法）氯化法 金红石/钛渣氯化ticl4 精制提纯 ticl4 氧化tio2表面处理脱氯 成品 纯纯ticl4 的氧化工艺的氧化工艺 氧化是气相反应，先讲精制ticl4溶液汽化，预热至9001000 ，然后和预热到同样温度的氧气同时喷入氧化器，氧化于 14001500 下迅速完成，反应为： ticl4（g）+ o2（g）= tio 2（s）+ cl2 氧化过程为放热反应，为避免tio2晶体高温下迅速生长和相 互粘结而结疤，反应后须迅速降温至60