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电炉钛渣氧化—还原浸出除杂制备富钛料的研究钛铁矿电炉熔炼生产的钛渣占到富钛料的70%以上,主要因其工艺流程短、产能大,三废量小,在国内外得到广泛应用。
但钛渣杂质含量高,不能满足氯化法生产钛白对原料的要求,需对钛渣进行富集提纯。
本文以攀钢电炉钛渣为原料,综合运用冶金热力学和动力学原理及扫描电镜、X-射线衍射、X-射线荧光光谱、粒度分析仪等现代检测技术手段,对攀钢电炉钛渣的矿物学特征及氧化-还原、酸浸、碱浸行为进行了系统研究,开发出了基于氧化-还原改变钛渣矿物结构,酸浸、碱浸除杂制备富钛料的新工艺。
论文主要结论如下:(1)攀钢电炉钛渣Ti02的含量为72.84%,Fe、Si、Mg、Al、Ca等杂质含量较高,其中CaO+MgO达6.99%。
主要物相为黑钛石和硅酸盐,硅酸盐呈长条状嵌布在黑钛石中。
黑钛石化学组成为:(Fe0.143Mn0.020Mg0.171)·(Ti1.212Al0.184)2O5,杂质Mg、Al、Fe、Mn主要固溶在黑钛石中。
(2)钛渣氧化焙烧研究表明,1000℃氧化焙烧,低价Ti氧化为TiO2,低价Fe氧化为Fe2O3、Fe2TiO5。
主要物相组成为:Fe2TiO5-MgTi2O5固溶体、金红石、硅酸盐、SiO2、赤铁矿。
SEM和XRD分析表明,高温氧化破坏了黑钛石的结构,部分硅酸盐分解生成游离态SiO2,Fe在钛渣颗粒边缘有明显汇聚。
(3)钛渣氧化动力学表明,钛渣氧化过程符合未反应核模型。
695K～800K,钛渣氧化过程受界面化学反应控制;800K～1050K,为界面化学反应和内扩散混合控制;1000K～1200K,氧化作用受氧通过产物层的扩散过程控制。
(4)氧化钛渣还原焙烧研究表明,还原温度低于800℃,物相组成为:金红石、FeTi2O5-MgTi2O5固溶体、SiO2、硅酸盐;还原温度在800℃～900℃,物相组成为:金红石、钛铁矿、FeTi2O5-MgTi2O5固溶体、SiO2、硅酸盐;还原温度高于900℃,物相组成为:金红石、黑钛石、SiO2、硅酸盐。
氧化还原—机械活化对攀西钛铁矿浸出行为的影响
王曼;谭军;陈启元;胡慧萍;姚腾猛
【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】研究了“氧化还原-机械活化-盐酸浸出”的方法对钛铁矿中主要杂质离子铁离子浸出行为的影响,并采用XRD、SEM/EDS对处理前后的矿物结构进行分析.结果表明:经过氧化还原-活化处理,钛铁矿的物相明显发生改变,铁迁移至表面,形成了富铁的新表面,表面变得疏松、凹凸不平,出现了大量的微裂缝,铁浸出率有了显著的提高.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】王曼;谭军;陈启元;胡慧萍;姚腾猛
【作者单位】中南大学化学化工学院,长沙410083;中南大学化学化工学院,长沙410083;中南大学化学化工学院,长沙410083;中南大学化学化工学院,长沙410083;中南大学化学化工学院,长沙410083
【正文语种】中文
【中图分类】TF823
【相关文献】
1.攀枝花钛铁矿机械活化硫酸浸出的研究 [J], 李高兰
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3.机械活化和氧化-还原处理对攀西钛铁矿精矿盐酸浸出的影响 [J], 谭平;胡慧萍;
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5.机械活化对硫酸浸出海滩钛铁矿砂动力学的影响：Sasikumar C．，et al．，Hydrometallurgy [J], 陈隆玉
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钛铁矿富集方法
物理选矿方法：
1.磁选法：由于钛铁矿具有弱磁性，可通过不同磁场强度的磁选设备进行分选。
首先，对钛铁矿原料进行破碎、磨矿处理，使其成为合适粒度的矿浆。
之后，通过弱磁选去除其中的强磁性矿物（如铁矿石），接着使用中强磁场磁选机对磨矿产物进行分选，得到富含钛铁矿的粗精矿。
2.重选法：利用钛铁矿与其他矿物的比重差异进行分选，如摇床、螺旋溜槽、跳汰机等。
3.浮选法：尽管钛铁矿的天然疏水性较差，但在某些情况下，通过添加合适的药剂改变其表面性质，使之可被浮选剂捕获，从而与脉石矿物分离。
化学处理方法：
1.盐酸浸出法：这种方法利用钛铁矿与酸反应的特性，通过盐酸将钛铁矿中的铁溶解，随后通过一系列化学反应和物理分离手段，如浓缩、冷却、过滤等，进一步富集钛元素，并可能提取伴生的有价值元素如钪。
2.电炉冶炼法：对于含有较多杂质的钛铁矿精矿，可以采用电炉冶炼的方式，通过还原反应生成钛渣和铁合金，然后通过后续工序进一步提炼得到富钛原料。
3.热化学法：例如，氯化法和硫酸法，通过高温化学反应将钛铁矿中的钛转化为可溶性化合物，然后再进行固液分离和纯化，最终得到高纯度的二氧化钛产品。
攀枝花钛铁矿高温氧化研究田文【摘要】对攀枝花钛铁矿的高温氧化过程进行了研究.结果表明,钛铁矿的氧化速度随温度的增加、粒度的减小快速增长;温度是影响氧化产物物相的重要因素,当温度低于900℃时,生成物的物相为Fe2 Ti3 O9、Fe2O3和TiO2,而当温度达到900℃时,氧化产物之间发生相转变反应生成Fe2 TiO5.氧化动力学可用二维扩散模型拟合,氧化反应的表观活化能为132.86(±0.51) kJ/mol.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(042)009【总页数】3页(P77-79)【关键词】钛铁矿;氧化;动力学【作者】田文【作者单位】四川大学化工学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TQ621.12钛白粉是最重要的白色颜料，钛白的生产方法包括氯化法和硫酸法，全球超过60%以上钛白采用氯化法生产［1］。
自然界最主要的钛白生产原料是钛铁矿和天然金红石，金红石是氯化法钛白的主要原料，但是天然金红石储量仅为钛铁矿的十分之一［2］。
因此，开发从钛铁矿制备人造金红石的各种工艺一直是科研工作者努力的方向。
在各种制备工艺中，将钛铁矿中铁还原为亚铁甚至金属铁后再酸浸富集钛是生产人造金红石的主要方法之一［3］，但是钛铁矿直接还原很困难，而先将钛铁矿高温氧化后再还原则很容易。
因此，人们对钛铁矿的高温氧化过程进行了广泛的研究［4-8］。
Ying Chen 等［4］研究了合成钛铁矿的氧化过程，他们发现当温度低于1 073 K时生成Fe2Ti3O9和Fe2O3，而当温度高于1 073 K时生成Fe2TiO5和TiO2。
SURESH K.GUPTA.V等［5］认为在氧气气氛下钛铁矿氧化生成了一种新的物相Fe2O3·2TiO2，这种化合物在低于1 073 K时生成TiO2，高于1 073 K时形成Fe2TiO5和TiO2。
Xiao Fu等［6］发现在温度高于1 073 K时，钛铁矿氧化生成物为Fe2Ti3O9、Fe2O3、TiO2和Fe2TiO5，在温度低于1 073 K时，主要的产物是Fe2Ti3O9、Fe2O3和TiO2;Karkhanavala等［7］认为在1 123 K时钛铁矿氧化的产物为 Fe2O3、TiO2和 Fe2TiO5。
