本發(fā)明屬于鈦產(chǎn)品生產(chǎn)
技術領域：
，具體涉及一種二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法。
背景技術：
：我國是陶瓷產(chǎn)業(yè)大國，鈦熔塊又是制備陶瓷的主要原料之一，主要用于內墻磚的不透水底釉，外墻磚和地磚的底釉和面釉。目前，我國鈦熔塊制備企業(yè)，采用的鈦原料較為單一，基本上都是硫酸法生產(chǎn)的非涂料級銳鈦型鈦白粉。硫酸法生產(chǎn)鈦白粉是用鈦精粉或酸溶性鈦渣與硫酸進行酸解反應，得到硫酸氧鈦溶液，經(jīng)水解得到偏鈦酸沉淀，再進入磚窯煅燒產(chǎn)出TiO2。硫酸法制備非涂料級鈦白粉已經(jīng)有上百年的歷史，中國也有50年之久，因其能耗高、污染大，國內正在生產(chǎn)的硫酸法非涂級鈦白粉企業(yè)不足10家，且單條產(chǎn)能低，很多廠家都在萬噸級以下，在國內淘汰落后技術和環(huán)保高壓態(tài)勢的促使下，很可能會被淘汰與關停。鈦熔塊企業(yè)尋求較為廉價和專業(yè)化的鈦產(chǎn)品(或富鈦原料)來替代硫酸法非涂料級鈦白粉已經(jīng)是大勢所趨。在我國，五十年代就有利用鹽酸浸取鈦精粉制備鈦黃粉的研究與中試化生產(chǎn)，并取得了成功。相繼也建設了數(shù)家鈦黃粉生產(chǎn)廠，它們都是利用濃鹽酸加壓浸出制備鈦黃粉。隨著國家對環(huán)保事業(yè)的高度重視，這些傳統(tǒng)的鈦黃粉企業(yè)雖通過多次改造，但仍然無法擺脫鹽酸霧和氯化鹽及廢水處理的困境，同時設備事故頻發(fā)，引發(fā)環(huán)境事故，最后企業(yè)逼迫關停。目前國內鈦黃粉基本沒有上規(guī)?；钠髽I(yè)來生產(chǎn)，鈦黃粉貨源短缺，市場緊俏，基本上依靠進口來滿足國內市場。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術問題為：現(xiàn)有生產(chǎn)鈦黃粉的方法產(chǎn)出大量廢氣、廢水，資源利用率低且污染環(huán)境等問題。本發(fā)明解決技術問題的技術方案為：提供一種二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法。該方法包括以下步驟：a、機械活化鈦精粉將鈦精粉球磨1.5h以上，并且使400目篩上物≤0.2％，制得活化鈦精粉；b、常壓酸解取步驟a制得的活化鈦精粉，加入濃鹽酸，加熱至85～95℃，進行酸解反應；c、熱過濾及萃取將步驟b酸解后的物料過濾，濾餅用稀鹽酸和水洗滌1～3次，濾液用復合萃取劑萃取，分離出鈦液和鐵；d、鈦液水解將步驟c所得鈦液加熱至85～95℃，倒入預裝有熱水的水解鍋，進行水解反應；e、洗滌、干燥、煅燒制備鈦黃粉將步驟d水解產(chǎn)物進行過濾、洗滌、干燥、煅燒后，制得鈦黃粉；f、加壓酸浸制備二氧化鈦將步驟e過濾后的濾液升溫至105～140℃，加入步驟a制得的活化鈦精粉，加壓酸浸后放料冷卻，將冷卻后的物料洗滌、干燥、煅燒，制得二氧化鈦。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟a中所述的鈦精粉為粒徑在20～200目的鈦精粉。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟a中所述球磨時加入低鉻鋼球。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟b中所述的濃鹽酸為濃度28～33wt％的鹽酸。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟b中所述的鈦精粉與鹽酸的礦酸體積比為1﹕7～10。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟b中所述的酸解溫度為85～95℃，酸解時間為1.5～4小時。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟c中所述洗滌后濾餅用于制備高鈦硅粉。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟c中所述的復合萃取劑為磺化煤油、20#溶劑油、磷酸酯類物質或腈類物質中的至少兩種。優(yōu)選為磺化煤油、20#溶劑油和腈類物質按體積比0.5～1.5﹕1～3﹕0.3～1.6進行混合。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟d中所述倒入的速度為0.5～1.5m3/min。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟d中所述的熱水溫度為80～95℃。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟d中所述的熱水與鈦液的體積比為1﹕10～15。其中,上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟d中所述的水解溫度為105～115℃，水解時間為2.5～4.5小時。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟e中所述煅燒溫度為750～980℃，煅燒時間為3～6小時。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟e、f中所述洗滌為采用稀鹽酸洗滌1～2次后，再水洗1～2次。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟e、f中洗滌后的洗滌液經(jīng)過濃縮，制得濃度為28～33wt％的濃鹽酸返回步驟b。進一步的，上述濃縮的具體操作為：先蒸發(fā)洗滌液，得到濃度為18～22wt％的含鹽鹽酸溶液，再進行噴霧焙燒，產(chǎn)生出HCl氣體，通過降膜吸收制備出濃度為28～33wt％的濃鹽酸。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟f中所述的鈦精粉與濾液的重量體積比為1﹕3.5～6.5。其中，上述二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法中，步驟f中所述的加壓后壓力為0.2～0.4Mpa。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明將鈦黃粉生產(chǎn)工藝、二氧化鈦生產(chǎn)工藝、鹽酸濃縮工藝等進行有效的結合，并對各個工藝進行了調整，得到一條清潔化生產(chǎn)鈦黃粉和二氧化鈦的生產(chǎn)線。該方法解決了鈦黃粉生產(chǎn)中廢氣、廢水產(chǎn)量大、污染環(huán)境的問題，通過將其生產(chǎn)工藝與二氧化鈦生產(chǎn)工藝有效整合，基本能使生產(chǎn)廢酸得到循環(huán)使用，減少三廢排出，節(jié)約生產(chǎn)成本和能耗；同時，本發(fā)明的生產(chǎn)線中能產(chǎn)出高鈦硅粉和氧化鐵粉兩種副產(chǎn)物，分別可作為熔塊的輔料和生產(chǎn)鐵紅的原料或者優(yōu)質的球團原料，除此之外，無其他固體廢棄物產(chǎn)生，經(jīng)濟環(huán)保。本發(fā)明的技術方案能實現(xiàn)鈦黃粉和二氧化鈦生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化，與環(huán)境友好，還節(jié)能降耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，具有重要的經(jīng)濟效益。具體實施方式本發(fā)明提供一種二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法，包括以下步驟：a、機械活化鈦精粉將鈦精粉球磨1.5h以上，并且使400目篩上物≤0.2％，制得活化鈦精粉；b、常壓酸解取步驟a制得的活化鈦精粉，加入濃鹽酸，加熱至85～95℃，進行酸解反應；c、熱過濾及萃取將步驟b酸解后的物料過濾，濾餅用稀鹽酸和水洗滌1～3次，濾液用復合萃取劑萃取，分離出鈦液和鐵；d、鈦液水解將步驟c所得鈦液加熱至85～95℃，倒入預裝有熱水的水解鍋，進行水解反應；e、洗滌、干燥、煅燒制備鈦黃粉將步驟d水解產(chǎn)物進行過濾、洗滌、干燥、煅燒后，制得鈦黃粉；f、加壓酸浸制備二氧化鈦將步驟e過濾后的濾液升溫至105～140℃，加入步驟a制得的活化鈦精粉，加壓至酸浸后放料冷卻，將冷卻后的物料洗滌、干燥、煅燒，制得二氧化鈦。在鈦黃粉生產(chǎn)工藝中，本發(fā)明先對原料鈦精粉進行了球磨活化。鈦精粉在球磨過程中，溫度升高，鈦精粉晶格產(chǎn)生裂痕，且隨著顆粒的微細化程度增大，吸附力大大增強，易于鹽酸的浸入和酸解。球磨后的鈦精粉粒度以400目以下為宜，活化后的鈦精粉在常壓下便可與鹽酸進行酸解反應。酸解后進行過濾和萃取，熱過濾后的酸解鈦液，其溶液中含有大量的亞鐵離子、鈣鎂離子與TiOCl2，選擇復合萃取劑對鈦進行萃取3～5次，使鈦與HCl、FeCl2和鈣鎂離子進行分離，同時鈦也得到濃縮，滿足水解的需要。復合萃取劑為磺化煤油、20#溶劑油、磷酸酯類物質或腈類物質中的至少兩種。優(yōu)選為磺化煤油、20#溶劑油和腈類物質按體積比0.5～1.5﹕1～3﹕0.3～1.6進行混合。萃取完成后，可用稀鹽酸將萃取劑解析后循環(huán)使用，節(jié)約成本。在本發(fā)明中，將鈦液水解后的濾液剛好用于和鈦精粉進行加壓浸出反應，用以制備二氧化鈦。鈦液水解后的濾液中主要成分為鹽酸，其濃度和數(shù)量都剛好能滿足連續(xù)加壓浸出制備二氧化鈦的生產(chǎn)線要求，從而實現(xiàn)鹽酸的閉路循環(huán)，減少廢酸產(chǎn)生并節(jié)約生產(chǎn)成本。步驟e、f中洗滌后的洗滌液中也含有一定量的鹽酸，經(jīng)過鹽酸濃縮工序，可制得濃度為28～33wt％的濃鹽酸返回步驟b。從而在整個生產(chǎn)線中，廢酸全部得以利用，無三廢產(chǎn)生。本發(fā)明二氧化鈦和鈦黃粉清潔化生產(chǎn)的方法，具體操作如下：a、機械活化鈦精粉將20～200目的鈦精粉中加入低鉻鋼球，球磨1.5h以上，使400目篩上物≤0.2％，制得活化鈦精粉；b、常壓酸解取步驟a制得的活化鈦精粉，加入濃度為28～33wt％的濃鹽酸，所述鈦精粉與鹽酸的礦酸體積比為1﹕7～10，加熱至85～95℃，進行酸解反應；酸解時控制溫度為85～95℃，酸解1.5～4小時；c、熱過濾及萃取將步驟b酸解后的物料過濾，濾餅用稀鹽酸和水洗滌1～3次，濾液用復合萃取劑萃取，分離出鈦液和鐵；復合萃取劑選用磺化煤油、20#溶劑油、磷酸酯類或腈類中的至少兩種；d、鈦液水解將步驟c所得鈦液加熱至85～95℃，以0.5～1.5m3/min的速度倒入預裝有80～95℃熱水的水解鍋中，進行水解反應；所述熱水與鈦液的體積比為1﹕10～15，水解溫度為105～115℃，水解時間為2.5～4.5小時；e、洗滌、干燥、煅燒制備鈦黃粉將步驟d水解產(chǎn)物進行過濾、洗滌、干燥、煅燒后，煅燒溫度為750～980℃，煅燒時間為3～6小時，制得鈦黃粉；f、加壓酸浸制備二氧化鈦將步驟e過濾后的濾液升溫至105～140℃，加入步驟a制得的活化鈦精粉，加壓至0.2～0.4Mpa進行酸浸后放料冷卻，將冷卻后的物料洗滌、干燥、煅燒，制得二氧化鈦。下面通過實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的解釋說明，但不表示將本發(fā)明的保護范圍限制在實施例所述范圍內。實施例用本發(fā)明的技術方法生產(chǎn)鈦黃粉和二氧化鈦生產(chǎn)鈦黃粉和二氧化鈦，具體操作如下：a、機械活化鈦精粉取10噸粒度為20～200目的鈦精粉進行球磨，球磨至鈦精粉粒度≤400目，并高度分散，表面帶有電負性；b、常壓酸解取球磨后的鈦精粉3噸，加入25m3的濃鹽酸，加熱至94℃，進行酸解反應；c、熱過濾及萃取將步驟b酸解后的物料進行過濾，濾餅洗滌后用于制備高鈦硅粉，濾液中加入復合萃取劑，分離出鈦液和鐵；此處加入的復合萃取劑為重量比磺化煤油：20#溶劑油：乙酸腈＝1﹕0.8﹕0.5的混合物；d、鈦液水解將步驟c所得的鈦液加熱至95℃，以1.2m3/min的速度倒入水解鍋，發(fā)生水解反應；控制水解溫度110℃，使物料沸騰2.5小時，水解結束；e、洗滌、干燥、煅燒將步驟d水解所得偏鈦酸進行過濾、洗滌、干燥、煅燒后，加入氧化鋁和磷酸二氫鉀，得到鈦黃粉；f、將步驟e中過濾后的濾液升溫至120℃，加入7噸活化后的鈦精粉，加壓至0.30Mpa下酸浸，后放料冷卻，將冷卻后的物料洗滌、干燥、煅燒，制得二氧化鈦。實施例中制得的鈦黃粉和二氧化鈦分別進行質量指標測定，得到如下表1所示的結果。表1實施例制備的鈦黃粉和二氧化鈦質量表鈦黃粉二氧化鈦TiO2，％≥96≥92Fe2O3，％≤0.5≤1SiO2，％≤0.54-5CaO+MgO,％≤0.3≤1.2105℃揮發(fā)物，％≤0.5≤0.5400目篩余，％≤0.1≤0.5金紅石含量，％≥98/在實施例所述生產(chǎn)線中，每4.4噸鈦精粉可生產(chǎn)得到鈦黃粉1噸，二氧化鈦1噸，耗費鹽酸12Kg，相比單獨生產(chǎn)鈦黃粉和二氧化鈦，目前鈦黃粉生產(chǎn)1噸需要12噸的鹽酸，排放15噸的酸性廢水，本項目以鹽酸再生為核心，實現(xiàn)了鹽酸和水的閉路循環(huán)，無廢水和廢酸排放。鈦黃粉和二氧化鈦的巧妙結合，互相生產(chǎn)，節(jié)約能耗達50％以上，經(jīng)濟效益顯著。當前第1頁1 2 3