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钛白工业是重要的化工与冶金基础原料工业,研发高效、清洁、综合利用的钛冶金绿色过程新技术,具有重大现实意义和社会意义。本论文在课题组前期研究基础上,提出了以富钛料为原料的熔盐法制备二氧化钛的新工艺。
主要研究内容及结果如下:
(1)研究了氢氧化钠和氢氧化钾两种熔盐反应体系对富钛料的分解效果。对熔盐分解富钛料过程进行了系统的工艺优化,比较了富钛料在氢氧化钠、氢氧化钾熔盐介质中钛转化率。结果表明,在最优分解条件下,两种熔盐介质中富钛料的钛转化率都达到96%以上,反应产物为偏钛酸盐。综合考虑钛转化率和成本等因素确定后续工艺选择氢氧化钠作为反应介质。
(2)研究了熔盐反应产物的相分离工艺。熔盐反应产物经三级逆流洗涤可将其中Na与杂质Cr、Al、Mn、Si浸出至碱液中,而杂质Fe、Ca、Mg随Ti进入水洗固相中间产物,实现钛与杂质选择性分离。三级逆流洗涤实验表明,增加液固比能增加Na的浸出,但降低Si的浸出;四级洗涤相对于三级洗涤不增加对杂质浸出效果;在三级逆流洗涤之前用碱液洗涤能明显增加钠、硅、铝等杂质元素的浸出,固相中钛含量也略有增加。
(3)研究了硫酸除杂工艺。在硫酸介质中,优化了熔盐反应产物水洗后的无定形钛酸盐中间体在硫酸溶液中的除杂工艺。实验结果表明,在优化的条件下制得的二氧化钛纯度可达到85%。