專利名稱：一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法；屬于資源綜合利用及化學(xué)分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程，氯化爐氣冷凝得到的粗TiCl4液體分離出來(lái)的沉淀泥漿中含有5(T60wt%的TiCl4，具有很高的回收價(jià)值；此外，鈮是富鈦料中常見(jiàn)的伴生元素，富鈦料加碳還原氯化后，90%以上的鈮富集在粗四氯化鈦沉淀泥漿中。為了回收粗四氯化鈦沉淀 泥漿中的TiCl4，生產(chǎn)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究和嘗試，其中包括沉淀泥漿返回到沸騰氯化爐、沉淀泥漿加入隔板收塵器內(nèi)干燥、回轉(zhuǎn)窯干燥、離心干燥、微波干燥、噴霧干燥、熔鹽干燥等。將沉淀泥漿返回到沸騰氯化爐，會(huì)使?fàn)t況波動(dòng)大，影響正常生產(chǎn)；將沉淀泥漿直接加入隔板收塵器內(nèi)，由于爐氣與泥漿的接觸面小，接觸時(shí)間短，泥漿中的11(14來(lái)不及蒸發(fā)就堆積在收塵器底部；離心干燥無(wú)法避免TiCl4水解；微波干燥可以避免TiCl4水解，但微波在沉淀泥漿中的穿透力有限，難以用于工業(yè)生產(chǎn)；噴霧干燥能較好地回收沉淀泥漿中的TiCl4，但干燥過(guò)程產(chǎn)生大量的廢氣；熔鹽干燥也能較好地回收沉淀泥漿中的TiCl4,但干燥后熔鹽的再生比較困難。上述沉淀泥漿的干燥方法都是只關(guān)心TiCl4的回收，而忽略了其中鈮的分離回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝方法簡(jiǎn)單，操作方便，環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)有效的從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法，是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的按體積比1:0. 25 25，將粗四氯化鈦沉淀泥漿與有機(jī)溶劑混勻，使泥漿中夾帶的TiCl4進(jìn)入有機(jī)溶劑，液固分離得含鈮物料和含四氯化鈦的液體；含鈮物料加水?dāng)嚢璨⒓訅A性物質(zhì)調(diào)pH值至0. n. 0，過(guò)濾得含鈮濾餅；含四氯化鈦的液體經(jīng)蒸餾、冷凝，得到有機(jī)溶齊U，蒸餾殘余液為粗TiCl4液體。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，蒸餾、冷凝得到的有機(jī)溶劑返回泥漿洗滌工序循環(huán)使用，蒸餾殘余液送四氯化鈦精制工序分離其中的雜質(zhì)。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，所述有機(jī)溶劑是指含I 10個(gè)碳原子，常溫下是液體且沸點(diǎn)低于130°C的烷烴或芳香烴以及它們的氯化衍生物，所述有機(jī)溶劑包括苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，CH2Cl2, CHCl3, CCl4, C2H4Cl2中的一種或幾種。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，所述的混勻是指將粗四氯化鈦沉淀泥漿加入有機(jī)溶劑中，或?qū)⒂袡C(jī)溶劑加入粗四氯化鈦沉淀泥漿中，室溫?cái)嚢?. 1-1. 0小時(shí)，使泥漿中夾帶的TiCl4溶解進(jìn)入有機(jī)溶劑。
本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，所述液固分離采用自然沉降分離或壓力過(guò)濾分離或離心過(guò)濾分離。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，所述的蒸餾是指含四氯化鈦的液體于25 130°c常壓或減壓蒸餾后，冷凝得到有機(jī)溶劑；蒸餾時(shí)間O. 5 10h。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，按液固質(zhì)量比I Γιο向含鈮物料中加水?dāng)嚢璨⒃偌訅A性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值，攪拌溫度(Tl00°C，攪拌時(shí)間O. 5 8h,使銀與欽、招、鐵等雜質(zhì)分尚，過(guò)濾得聞品位的含銀濾餅。本發(fā)明一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，所述堿性物質(zhì)選自氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種堿或選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈣中的一種堿性鹽。本發(fā)明與已有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果 本發(fā)明首先利用粘度小、比重輕，并能與四氯化鈦混溶的有機(jī)溶劑添加到粗四氯化鈦沉淀泥漿中，可顯著減小沉淀泥漿的粘度，增大泥漿中固體與液體的比重差，大大改善液固分離的效果，并且，使粗四氯化鈦沉淀泥漿中夾帶的絕大部分TiCl4溶解到有機(jī)溶劑中，有效提高四氯化鈦的回收率，得到富集鈮的含鈮物料，使鈮得到有效分離；隨后，對(duì)富集鈮的含鈮物料加水?dāng)嚢璨⑼ㄟ^(guò)添加堿性物質(zhì)調(diào)PH值，使含鈮物料中的鈮與鈦、鋁、鐵等雜質(zhì)分離，過(guò)濾得高品位的含鈮濾餅，鈮以氧化物或氯氧化物的形式存在，可以方便的得到金屬鈮及其純化合物。而對(duì)含四氯化鈦的液體采用蒸餾、冷凝的簡(jiǎn)單方法，即可分離其中的有機(jī)溶劑循環(huán)使用，蒸餾得到粗四氯化鈦液體，經(jīng)精制，分離其中的雜質(zhì)，可以方便的得到高純度的四氯化鈦。綜上所述，本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單，操作方便，既能回收粗四氯化鈦沉淀泥漿中夾帶的TiCl4，又可回收其中的Nb，且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作，有機(jī)溶劑循環(huán)使用，鈦鈮綜合回收成本低，適于工業(yè)化應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例I取含TiCl4 63. 5wt%的氯化爐濃密機(jī)沉淀泥漿50ml，加入IOOOml由苯與甲苯按體積比1:1組成的混合有機(jī)溶劑，室溫?cái)嚢鐿. 5h，離心過(guò)濾得含TiCl4〈0. 1%的濾渣。離心得到的濾液常壓120°C蒸餾lh，餾出物冷凝得到的苯與甲苯混合有機(jī)溶劑可循環(huán)使用，蒸餾得到的殘余液體為粗TiCl4。離心得到的濾渣先按液固質(zhì)量比8:1加入水?dāng)嚢?，再加氨水調(diào)節(jié)溶液PH值至O. 5，50°C攪拌2h，過(guò)濾得到含Nb2O5 42. 6%的含鈮濾餅。實(shí)施例2按體積比1: 1，在含TiCl4 60. 3wt%的粗四氯化鈦沉淀泥漿中加入CH2Cl2，攪拌均勻后，自然沉降2小時(shí)，倒出上清液，底泥再按體積比1:0. 5加入CH2Cl2，室溫?cái)嚢鐿. 5h，壓力過(guò)濾得到含TiCl4〈0. 1%的濾渣，濾液可用于下一批泥漿分離TiCl4。倒出的上清液經(jīng)40°C減壓蒸餾10h，餾出物冷凝后得到CH2Cl2循環(huán)使用，蒸餾殘余液為粗TiCl4，送入四氯化鈦精制工序分離其中的雜質(zhì)。濾渣按液固質(zhì)量比4:1加入水?dāng)嚢?，再加石灰調(diào)pH值至O. 6，室溫?cái)嚢?h，使鈮與鈦、鋁、鐵、鈣等雜質(zhì)分離，過(guò)濾得到含Nb2O5 35. 3%的含鈮濾餅。實(shí)施例3將含TiCl4 58. 2wt%的粗四氯化鈦沉淀泥漿200ml加入到450ml 二氯乙烷中，室溫?cái)嚢鑜Omin，真空抽濾得到濾渣和濾液。濾液在80°C蒸餾2h，餾出物冷凝后循環(huán)使用，蒸 餾得到的殘液為粗TiCl4。濾渣先用50ml 二氯乙烷淋洗抽干，再按液固比質(zhì)量比2:1加入水?dāng)嚢瑁缓蠹覰aOH調(diào)pH值至0. 1，90°C攪拌2h，壓濾得到的濾餅烘干后含Nb2O5 52. 3%。
權(quán)利要求
1.一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法，其特征在于 按體積比1:0. 25 25，將粗四氯化鈦沉淀泥漿與有機(jī)溶劑混勻，使泥漿中夾帶的TiCl4進(jìn)入有機(jī)溶劑，液固分離得含鈮物料和含四氯化鈦的液體；含鈮物料加水?dāng)嚢璨⒓訅A性物質(zhì)調(diào)PH值至O. Γ1. 0，過(guò)濾得含鈮濾餅；含四氯化鈦的液體經(jīng)蒸餾、冷凝，得到有機(jī)溶劑，蒸餾殘余液為粗TiCl4液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于蒸餾、冷凝得到的有機(jī)溶劑返回泥漿洗滌工序循環(huán)使用，蒸餾殘余液送四氯化鈦精制工序分離其中的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于所述有機(jī)溶劑是指含I 10個(gè)碳原子，常溫下是液體且沸點(diǎn)低于130°C的烷烴或芳香烴以及它們的氯化衍生物，所述有機(jī)溶劑包括苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，CH2Cl2,CHCl3, CCl4, C2H4Cl2 中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于所述的混勻是指將粗四氯化鈦沉淀泥漿加入有機(jī)溶劑中，或?qū)⒂袡C(jī)溶劑加入粗四氯化鈦沉淀泥漿中，室溫?cái)嚢鐿. 1-1. O小時(shí)，使泥漿中夾帶的TiCl4溶解進(jìn)入有機(jī)溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于所述液固分離采用自然沉降分離或壓力過(guò)濾分離或離心過(guò)濾分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于所述的蒸餾是指含四氯化鈦的液體于25 130°C常壓或減壓蒸餾后，冷凝得到有機(jī)溶劑；蒸餾時(shí)間O. 5 10h。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于按液固質(zhì)量比I:廣10向含鈮物料中加水?dāng)嚢璨⒃偌訅A性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值，攪拌溫度(Tl00°C，攪拌時(shí)間O. 5 8h。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法中，其特征在于所述堿性物質(zhì)選自氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種堿或選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈣中的一種堿性鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從粗四氯化鈦沉淀泥漿中綜合回收鈦鈮的方法，工藝過(guò)程包括沉淀泥漿與有機(jī)溶劑混勻，液固分離，濾液分離回收有機(jī)溶劑和粗TiCl4，濾渣分離富集鈮等步驟。本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單，操作方便，既能回收粗四氯化鈦沉淀泥漿中夾帶的TiCl4，又可回收其中的Nb，鈦和鈮回收率高且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作，有機(jī)溶劑循環(huán)使用，鈦鈮綜合回收成本低，適于工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號(hào)C01G23/02GK102765749SQ201210259878
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者向小艷, 王學(xué)文, 王明玉 申請(qǐng)人:中南大學(xué)