钒钛磁铁矿中的提钛方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/5/5,#,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/cm,3,。,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,8,7,亿吨。,FeO,Fe,2,O,3,TiO,2,V,2,O,5,Cr,2,O,3,MnO,Co,Cu,Ni,10,0.11,0.010.1,题设钒钛磁铁矿,成分,Ga,2,O,3,Sc,2,O,3,SiO,2,Al,2,O,3,CaO,MgO,P,2,O,5,S,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，使钛以,TiO2,形态富集于滤渣中，主要反应：,FeTiO,3,+ 2HCl = TiO,2,+ FeCl,2,+ H,2,O,浸出后过滤、洗涤滤渣，在,870980,下煅烧得到含,TiO,2,92%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：,FeOTiO,2,+ H,2,SO,4,= TiO,2,+ FeSO,4,+H,2,O,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：,TiO,2,+ 2Cl,2,+ 2C = TiCl,4,+ 2CO,TiO,2,+ 2Cl,2,+ C = TiCl,4,+ CO,2,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,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的杂质 分别采用分馏和精馏法除去,和,TiCl,4,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,以镁作还原,TiCl4,的反应为：,TiCl,4,+ 2Mg = Ti + 2MgCl,2,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,MgC,l2,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,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,金红石,/,钛渣,氯化,TiCl,4,精制提纯,TiCl,4,氧化,TiO,2,表面处理,脱氯,成品,纯,TiCl,4,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：,TiCl,4（g）+,O,2（g）,= TiO,2（s）,+ Cl,2,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,600 。,反应还加入起晶型转化作用和成核作用的晶核剂三氯化铝，它可使金红石转化吕达,99%，,并能保持一定粒度。氧化反应生成的,TiO2,和氯气，经布袋收尘进行气固分离，氯气经处理后返回使用，,TiO2,经脱氯后送表面处理。,谢谢,钛,