技术领域

本发明属于钛白粉生产领域， 具体涉及钛铁矿以盐酸浸出法得到的高钛盐酸 浸出渣、 其新用途及钛白粉的制备方法。

背景技术

钛作为一种重要的战略物资在世界经济中占有 极其重要的地位， 中国是世界上为数不 多的钛储量丰富的国家。 攀西地区的钛资源储量占全国储量的 90%以上， 该地区的钛铁矿 主要是共生岩矿， 二氧化钛品位低， 钛精矿的二氧化钛品位一般在 46-47 wt %左右； 其次， 该地区的钛铁矿（又称钛精矿）钙镁杂质含量 高，氧化钙和氧化镁加起来一般在 5-7%左右； 此外，粒度细是该矿的又一大特征， 大约 50%以上小于 200目， 而且随着深部矿石的开釆， 钛铁矿将越来越细。

氯化法和硫酸法为当今世界上生产钛白粉的两 个主要工艺流程。

硫酸法是用原生钛铁矿或高钛渣经酸解， 浸出， （浓缩结晶） ， 水解， 水洗， 漂白， 加 晶种煅烧等工艺最终得到钛白粉。 其中， 所用高钛渣为火法熔炼所得， 即是采用钛铁矿与 还原剂在电炉中加热至约 1600-1800°C， 高温熔炼使钛铁矿中铁氧化物被还原成金属铁 ， 以铁水流出， 生成生铁， 从而分离除去大部分铁成分， 而钛铁矿中的钛和其他杂质留在熔 炼的渣中， 形成高钛渣。 虽然硫酸法污染较大， 但其工艺成熟， 对原料要求低， 且成本较 低， 所以攀西地区乃至中国主要还是以硫酸法生产 钛白粉为主。

氯化法所导致的环境污染比硫酸法少得多， 但是氯化法对原料要求较高， 一般要求原 料二氧化钛含量在 90%以上、 粒度须在 200目以上、 杂质含量低， 所以氯化法原料以金红 石为主。 天然金红石的储量极低， 仅占钛总储量的 0.3-1%， 故氯化法所用的原料主要是人 造金红石。 攀西地区的钛铁矿因品位低、 杂质多、 粒度细， 用其制备人造金红石有诸多工 艺难点， 《盐酸常压直接浸出攀西地区钛铁矿制备人造 金红石》（有色金属， 2007年 11月， 第 59卷第 4期， P108-111 )指出比较各工艺的优缺点， 结合攀西地区钛铁矿的特点， 盐酸 浸出法是制备富钛料人造金红石较佳的方案。 目前盐酸浸出法常用两大工艺流程分别为预 氧化-流态化常压浸出法和选冶联合加压浸出� �。 预氧化 -流态化常压浸出法通过预氧化措 施解决了原矿在浸出过程中的细化问题， 但是该方法仍有 15%左右的细化率 （《盐酸法制 取人造金红石工艺研究》钢铁钒钛， 2006年 6月，第 27卷第 2期， P1-6),加上原矿石 50% 以上小于 200目， 至少有 60%左右的人造金红石粒度小于 200目。 因此， 以目前技术水平 来说用攀西地区的钛铁矿生产人造金红石应用 于制备钛白粉的经济意义不大。

氯化法需要采用二氧化钛含量高于 90%的原料， 故一般以盐酸浸出法制备的人造金红 石为原料。 多年以来， 钛白粉生产、 研究领域的技术人员针对攀西地区的钛铁矿， 一直致 力于解决盐酸浸出法的粒度细化及浸出效果等 的问题， 均是为了提高人造金红石的品质以 利于氯化法生产钛白粉， 但从来没有人将盐酸浸出法的中间产物， 即经酸浸、 过滤、 洗涤 得到的钛渣（本发明称该钛渣为高钛盐酸浸出 渣），直接以高钛盐酸浸出渣作为原料应用于 钛白粉生产， 更没有人将该高钛盐酸浸出渣应用于硫酸法制 备钛白粉。

发明内容

本发明所解决的第一个技术问题是提供一种适 用于硫酸法制备钛白粉的高钛盐酸浸出 渣， 所述浸出渣由钛铁矿 (FeTi0 ₃ )经盐酸浸出晶格中铁以后的多孔疏松状� �残渣和偏钛酸 团聚物 （aggregates) 组成， 同时含有少量的金红石和钛辉石， 其中 Ti0 ₂ 成份主要以非晶 体状态存在。 该浸出渣为白色、 浅黄或浅灰色颗粒或粉末， 其中 Ti0 ₂ 含量为 65-97%， 全 铁含量不大于 8%。 该浸出渣通过以下方法制成：

a、 钛铁矿， 以盐酸浸出法制备高钛盐酸浸出渣， 为固体；

b、 干燥步骤 a所得固体， 该固体即为高钛盐酸浸出渣；

其特征在于所述浸出渣能被硫酸溶解， 其含水量不大于 20%。

本发明所述高钛盐酸浸出渣的比重为 2.9— 3.6。

在上述本发明所述高钛盐酸浸出渣的制备方法 中， 步骤 a所述盐酸浸出法为盐酸直接 浸取法， 或为 BCA盐酸浸取法， 或为预氧化-流态化常压浸出法， 或为预氧化 -选冶联合加 压浸出法。

适用于本发明的所述盐酸直接浸取法包括如下 步骤：

A、 混合钛铁矿与盐酸， 钛铁矿质量与盐酸溶液的体积比为 lg： 2.5ml〜5ml， 盐酸浓 度为 18%〜30%， 加热至 70°C〜150°C进行浸出反应， 反应时间为 1〜8小时；

B、 浸出浆过滤， 干燥所得固体， 该固体即为高钛盐酸浸出渣。

按照本发明的方法， 在上述步骤 B中反应液先冷却至 80-90°C再过滤， 干燥时控制温 度低于 350°C， 干燥时间 4-8小时。

本发明所解决的第二个技术问题是提供高钛盐 酸浸出渣的新用途， 有效利用钛铁矿。 本发明提供了高钛盐酸浸出渣作为原料在硫酸 法制备钛白粉中的应用。 具体地， 钛铁 矿以盐酸浸出法得到的高钛盐酸浸出渣作为原 料或原料之一在硫酸法制备钛白粉。 当硫酸 法钛白粉生产釆用固相法作为酸解工艺时， 高钛盐酸浸出渣可以与钛铁矿或酸溶性高钛渣 混合使用。

本发明所解决的第三个技术问题是提供一种以 高钛盐酸浸出渣为原料制备钛白粉的新 方法， 为硫酸法制备钛白粉提供了新的选择。 该方法包括如下步骤：

a、 取钛铁矿， 以盐酸浸出法制备高钛盐酸浸出渣， 干燥至浸出渣含水量不大于 20%; b、 步骤 a所得高钛盐酸浸出渣为原料或原料之一， 采用硫酸法制备钛白粉。

步骤 a中的盐酸浸出法工艺条件为现有制备人造金� �石的盐酸浸出法的工艺条件， 具 体可采用 （1 )盐酸直接浸取法， 即以盐酸直接浸取钛铁矿， 经过滤、 洗涤所得固体即为高 钛盐酸浸出渣； 或采用 （2) BCA盐酸浸取法， 即将钛铁矿与 3%〜6%的还原剂（煤， 石 油焦） 连续加入回转窑中， 在 870 °C左右将矿中的 Fe ³⁺ 还原为 Fe ²⁺ ， 然后用 18〜20%的 盐酸在 130〜143 °C下浸取 4h， 浸取过滤所得固体即为高钛盐酸浸出渣； 或采用 （3 )预氧 化-流态化常压浸出法， 即钛铁矿经预氧化， 筛分， 盐酸浸取后所得固体即为高钛盐酸浸出 渣， 工艺方法参见 《攀枝花钛铁矿流态化盐酸浸出的动力学研究 》 刘子威、 黄焯枢、 王康 海， 矿冶工程， 1991， 11 (2)， P48-52; 或采用 （4 ) 预氧化-选冶联合加压浸出法， 即钛 铁矿经预氧化， 磁选， 盐酸浸取后所得固体即为高钛盐酸浸出渣， 工艺参见 《盐酸法制取 人造金红石工艺研究》 付自碧、 黄北卫、 王雪飞， 钢铁钒钛， 2006年 6月， 第 27卷第 2 期， Pl-6。

上述四种方法中， 以盐酸直接浸取钛铁矿最为方便， 因为硫酸法制备钛白粉无需考虑 钛铁矿在酸浸过程中细化及浸出品位低的问题 ， 酸浸后即可直接用于现有硫酸法制备钛白 粉。

由于攀西地区的钛铁矿粒度较小， 且经盐酸浸取后部分又会细化， 虽然预氧化-流态化 常压浸出法可将细化率控制在 15%以下， 但是成品人造金红石中仍有 60%左右的粒度小于 200 目。 同时， 人造金红石具有很好的化学稳定性而不会被硫 酸酸解， 人造金红石也无法 用于硫酸法制备钛白粉。 因此， 大量粒度小于 200目的人造金红石既不能用做氯化法的原 料也无法用于硫酸法制备钛白粉， 造成至少有 50%的钛铁矿会被浪费。

将盐酸浸出法所得高钛盐酸浸出渣用于硫酸法 制备钛白粉， 可有效利用细粒度的攀西 地区钛铁矿， 利用率几乎 100%; 可使硫酸法钛白粉生产所用的硫酸减少 50%左右， 进而 使酸解设备的生产能力增加一倍； 并可省去耗能较大的冷冻除铁与钛液浓缩二个 阶段。 由 于用高钛盐酸浸出渣酸解制得的钛液含二价铁 和三价铁极低， 大大减少偏钛酸水洗次数， 从而减少了酸性废水的排放； 另外也消除或减少硫酸亚铁的产生。 如单独采用高钛盐酸浸 出渣为原料几乎无硫酸亚铁产生， 若与钛铁矿等原料混合使用， 也将大大减少硫酸亚铁的 产生。 因此说本发明为硫酸法制备钛白粉提供了新的 、 更好的原料选择。

附图说明 图 1-图 2为本发明高钛盐酸浸出渣 1号样的不同分辨率的电镜分析照片。

图 3-图 4为本发明高钛盐酸浸出渣 2号样的不同分辨率的电镜分析照片。

图 5-图 6为本发明高钛盐酸浸出渣 3号样的不同分辨率的电镜分析照片。

其中， 1号和 2号样主要由钛铁矿 (FeTi0 ₃ )浸出晶格中铁以后的多孔疏松状的残渣� �成。 3号样主要由偏钛酸团聚物组成。

图 1的分辨率为 35倍， 图 2的分辨率为 100倍， 图 3的分辨率为 35倍， 图 4的分辨 率为 100倍， 图 5的分辨率为 1000倍， 图 6的分辨率为 3500倍。

具体实施方式

以下通过对本发明具体实施方式的描述说明但 不限制本发明。

现有硫酸法钛白粉生产是以原生钛铁矿或高钛 渣作为原料， 其中的高钛渣为火法熔炼 所得， 所得 Ti0 ₂ 含量约为 75-80%， 该火法熔炼工艺除铁以外无法或很少去除其他 杂质， 制备过程中还需解决粉尘及有害气体排放等技 术问题。 由于火法熔炼所得高钛渣用于硫酸 法生产的钛液具有还原性， 而现有设备的设计一般是在氧化环境下进行反 应， 故用高钛渣 做为硫酸法的原料还需要对设备流程等做局部 改造。 本发明提供的钛白粉制备方法以攀西地区钛精 矿盐酸浸出所得高钛盐酸浸出渣 Ti0 ₂ 含量可达 90%以上， 而且其中 90%以上的 Ca、 Mg、 Fe、 Mn杂质及 60%以上的 V, A1杂质 会在盐酸浸出工艺中被除去。 而且盐酸浸出法制备高钛盐酸浸出渣所消耗的 电能大大低于 高温火法制备酸溶性高钛渣。 攀西地区以外的钛铁矿也可以采用本发明制备 方法生产钛白 粉。 钛铁矿是铁和钛的氧化物组成的矿物。 其化学分子式为 Ti0 ₂ .FeO或 FeTi0 ₃ ； 理论 组成： FeO 47.36%， Ti0 ₂ 52.64%。 其中 Fe ²⁺ 与 Mg ²⁺ 、 Mn ²⁺ 间可为完全类质同像代替， 形成 FeTi0 ₃ -MgTi0 ₃ 或 FeTi0 ₃ -MnTi0 ₃ 系列。 以 FeO为主时称钛铁矿， MgO为主时称 镁钛矿， MnO为主时称红钛锰矿， 常有 Nb、 Ta等类质同像替代。 镁钛矿， 红钛锰矿也 是本发明制备方法的原料。 另风化和氧化钛铁矿也可以作为本发明制备方 法的原料， 如 海滨砂矿中的钛铁矿， 海滨砂矿中的钛铁矿属风化和氧化钛铁矿， 它是钛铁矿经常年风 化后， 钛铁矿中的二价铁氧化成三价铁而被雨水浸出 ， 故海滨砂矿中的钛铁矿含 Ti0 ₂ 大于 52.64%有时可达到 75%。

本发明方法中盐酸浸出法及硫酸法均可使用现 有工艺， 如盐酸浸出法中可釆用盐酸直 接浸取、 BCA盐酸浸取法、 预氧化 -流态化常压浸出法或预氧化-选冶联合加压浸� ��法， 如 采用简便的盐酸直接浸取钛铁矿工艺。 具体浸出工艺如下：

1、 盐酸直接浸取法：

A、 混合钛铁矿与盐酸， 钛铁矿质量 （克） 与盐酸溶液的体积 （毫升） 比为 1 : 2.5〜5， 盐酸浓度为 18%〜30%， 加热至 70°C〜150°C进行浸出反应， 反应时间为 1-8小时；

B、 反应液过滤， 干燥所得固体， 该固体即为酸溶性的高钛盐酸浸出渣。

其中， 步骤 A在混合盐酸前需预加热盐酸至 70°C， 预热目的是要尽量缩短加热时间。 如果加热速度快， 则这一步可省去； 但如温度过高， 则会导致盐酸气体泄出。

步骤 B过滤时， 需要将反应液先冷却至 80-90°C再进行过滤， 过滤可采用任何一种形 式， 如真空抽滤或压滤均可。

步骤 B干燥时， 控制温度低于 350， 干燥时间 4-8小时， 温度过高， 可能产生人造金 红石而不能被硫酸溶解。 优选控制温度低于 250°C。 盐酸直接浸取钛铁矿工艺具体实例如下：

实施例 1 盐酸直接浸取钛铁矿制备高钛盐酸浸出渣

1、 量取 45升 20%的盐酸， 将其倒入 50升搪瓷内衬反应罐中；

2、 称取 15公斤钛精矿， 倒入反应罐内， 密封， 并启动搅拌器；

3、 迅速加热至 140°C左右；

4、 5个小时后， 停止加热， 自然冷却至 80°C ;

5、 将 3升反应罐内的物料迅速过滤。 过滤是通过布氏烧瓶与真空泵相连而成；

6、 用 3升去离子水分三次清洗滤饼。 在 110°C下干燥 6个小时， 即制得高钛盐酸浸出 渣。 所得浸出渣的含水量 <1 %。

对高钛盐酸浸出渣化学成分进行分析， 结果见表 1。

表 1 攀枝花钛精矿和高钛盐酸浸出渣的主要化学组 成 （wt.%)

A1 ₂ 0 ₃ CaO Fe ₂ 0 ₃ MgO Si0 ₂ Ti0 ₂ v ₂ o ₅ 原矿 (钛精矿） 0.9 1.1 44 4 3 46.1 0.1 高钛盐酸浸出渣 0.6 0.5 1.6 0.3 5 90.6 0.1 实施例 2 盐酸直接浸取钛精矿制备高钛盐酸浸出渣

1、 量取 45升 20%的盐酸， 将其倒入 50升搪瓷内衬反应罐中。

2、 称取 15公斤钛精矿， 倒入反应罐内， 密封， 并启动搅拌器。

3、 迅速加热至 120°C左右。

4、 5个小时后， 停止加热， 自然冷却至 80°C。

5、 将 3升反应罐内的物料迅速过滤。 过滤是通过布氏烧瓶与真空泵相连而成。

6、 用 3升去离子水分三次清洗滤饼。 在 110°C下干燥 6个小时， 即制得高钛盐酸浸出 渣。 所得浸出渣的含水量为<1 %。

对高钛盐酸浸出渣化学成分进行分析， 结果见表 2。

表 2 攀枝花钛精矿和高钛盐酸浸出渣的主要化学组 成 （wt.%)

实施例 3 盐酸直接浸取钛精矿制备高钛盐酸浸出渣

1、 量取 45升 20%的盐酸， 将其倒入 50升搪瓷内衬反应罐中。

2、 称取 15公斤钛精矿， 倒入反应罐内， 密封， 并启动搅拌器。

3、 迅速加热至 130°C左右。 7个小时后， 停止加热， 自然冷却至 80 °C。

4、 反应罐内的物料经分批分次迅速过滤。 过滤装置是由布氏烧瓶与真空泵相连而成。

5、 每次过滤用 3升自来水分三次清洗滤饼。 在 110°C下干燥 6个小时， 制得高钛盐酸 浸出渣。 所得浸出渣的含水量为<1 %。

对高钛盐酸浸出渣化学成分进行分析， 结果见表 3。

表 3 攀枝花钛精矿和高钛盐酸浸出渣的主要化学组 成 （wt.%)

应用高钛盐酸浸出渣可采用现有任何一种硫酸 法用于生产钛白粉。 现有的硫酸法根据 酸解的硫酸浓度和形成最终产物的状态的不同 ， 可分为液相法、 两相法和固相法。 但是用 高钛盐酸浸出渣进行酸解与钛精矿酸解在过程 与形成最终产物上有所区别， 具体表现为： 液相法是采用 55%〜65%的硫酸对高钛盐酸浸出渣进行酸解， 酸解在液相中进行， 反 应温度 130〜140 V，反应时间 1.5〜4.0小时，反应后得粘稠状水固混合物，在 140〜220 V 熟化后得块状固态混合物， 需用水溶解后得钛液。

两相法是采用 65%〜75%的硫酸对高钛盐酸浸出渣进行酸解， 酸解在液相中进行， 反 应温度 160〜180 °C， 反应时间 20〜60分钟， 反应后得粘稠状水固混合物， 在 140〜220 V 熟化后得块状固态混合物。

固相法是采用 80%以上的硫酸对高钛盐酸浸出渣进行酸解， 酸解在液相中进行， 反应 温度 160〜200 °C， 反应时间 5-20分钟， 反应后得粘稠状固体混合物， 在 140〜220 °C 熟 化后得块状固态混合物。

其实按最终形成产物上来说本发明方法硫酸酸 解高钛盐酸浸出渣都应为固相法， 只是 其酸解反应温度和反应时间的差别。 所用硫酸浓度低， 则反应温度低， 反应时间长， 形成 浅黄色的最终产物比效致密。 相反所用硫酸浓度高， 则反应温度高， 反应快， 形成黄褐色 最终产物孔隙率大。

如本发明方法可采用如下方法用硫酸酸解制备 钛液， 详细步骤如下：

A、 混合硫酸与高钛盐酸浸出渣， 加热至 130-200°C后， 控制加热让反应进行并保持其 反应温度； 其中酸渣比以重量计为 1.4〜1.9： 1 ;

B、 反应后得到粘稠状固态混合物；

C、将该混合物置于 140-220°C熟化 1-4小时，冷却，加温水，加水量为硫酸体积的 2〜 3倍； 加水是为了将硫酸氧钛和硫酸钛溶解于水中；

其中， 熟化即是将酸解产物 _粘稠状固态混合物进一步进行酸解反应；

D、 搅拌至固态混合物溶解， 过滤得钛液。 该钛液为硫酸氧钛和硫酸钛的混合物， 应 用该钛液再采用现有方法制备钛白粉即可。 该钛液中的铁钛比为 0.023〜0.045， 而由常规 采用钛精矿为原料的硫酸法钛白粉生产工艺制 备的钛液中的铁钛比为 0.2〜0.33 (《钛白粉 生产及应用技术 >>陈朝华， 刘长河编著， 化学工业出版社， p211)。 故由本发明方法制 备的钛液的铁钛比比由钛精矿制备的钛液的铁 钛比小一个数量级。

其中， 步骤 A所用硫酸浓度为 55-98%。 在步骤 A控制加热让反应进行并保持其反应 温度 130-200 °C， 再搅拌 5-240分钟以利于反应完全进行。 搅拌的目的在于让反应进行到 底和固酸充分混合； 若不搅拌， 采用低浓度酸将产生固液分层。

步骤 C除了加温水， 也可以加入适量 60-70°C20%稀硫酸将所有固态化合物溶解于稀 硫酸中。然后再加水， 水量按 200 g/L TiO ₂ 来计算。其浸出温度为 60-85 °C最佳， 浸出温度 高于 85 °C有可能发生硫酸钛和硫酸氧钛水解成偏钛酸 沉淀而损失于浸渣中，而浸出温度低 于 60 °C其溶解速度太漫。浸出时间为 1-2小时。其中， 冷却至室温后再加温水其主要原因 是硫酸遇水是放热反应， 如不冷却有可能局部温度高于 85！而发生钛液水解影响溶解率。 水与反应物混合温度太高或局部酸度太低会导 致钛液水解， 故所加温水温度约为 40〜 60°C。 加水量以控制钛液含 Ti0 ₂ 在 200 g/L左右为准。

以高钛盐酸浸出渣制为原料应用硫酸法制备钛 白粉时， 需注意以下几点：

1、 硫酸浓度， 浓度高反应快， 成本高。

2、 硫酸总用量 (或酸渣比)， 用量大有利于高钛盐酸浸出渣酸解， 但是对下一步水解不 禾 I」， 故酸渣比一般为 1.4〜1.9： 1。 在相同用量时， 硫酸浓度在 90%左右为佳， 因为浓度高 所用硫酸体积小反应太快而不完全， 同时生成的酸解产物- -固态混合物粘度大而不易搅拌， 当然浓度低则反应时间长。

3、 反应温度， 所选择的硫酸浓度决定了反应的最高温度也就 是该浓度下硫酸的沸点。 与一般化工一样， 温度高反应快。

4、 反应时间 (搅拌时间)在此是无法控制的， 这取决于反应产物的粘度。 由于反应产物 太粘而无法继续搅拌认为反应结束， 转至一下步熟化。

5、 熟化温度与时间， 熟化被认为是酸解的继续， 所以温度与时间是二个关健因素。 高钛盐酸浸出渣主要含有非晶型 Ti0 ₂ 和偏钛酸，该渣硫酸酸解反应的反应热比 钛精矿 与硫酸酸解反应的反应热小很多。 在钛精矿酸解过程中， 当温度达到 80-120°C时即开始反 应， 酸解反应剧烈进行， 反应热使反应物的温度急剧上升。 而高钛盐酸浸出渣的硫酸酸解 反应则在反应温度达到 150°C左右才开始， 反应也温和的多。

实施例 4 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例。

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 140 g放入 1000 ml烧杯中，加入 160ml 98%的浓硫酸， 高 钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.75。搅拌均匀后开始加热。在搅拌条件下加� � 至 150°C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 10分钟后反应物形成粘稠状固态混合物， 将烧 杯置于 200 °C的烘箱中熟化并保持温度 5小时。最后移出烘箱，冷却至室温。加入 60°C 20% 稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。 然后稀释至 600ml， 保持体系温度 70-85 °C , 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣用 lOOmL水洗涤三次。 将 滤渣烘干并进行化学组成分析， 其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 98.1%。过滤的滤液为钛液， 其组 成分析结果列于表 4。 钛液化学组成分析

其中， F值表示酸度系数， 为有效酸量与 TI0 ₂ 总含量之比。

= ( ^ ，、 +髓翻 f'

·' Τί(:½总含量 ¾ '}

实施例 5 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中，加入 166ml 98%的浓硫酸，高 钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.50。搅拌均匀后开始加热。在搅拌条件下加� � 至 175°C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 5分钟后反应物形成粘稠状固态混合物， 将烧 杯置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。最后移出烘箱，冷却至室温。加入 60°C 20% 稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。 然后稀释至 600ml， 保持体系温度 70-85 °C , 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣用 lOOmL水洗涤三次。 将 滤渣烘干并进行化学组成分析，其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 89.5%。过滤的滤液为钛液，其组 成分析结果列于表 5。

钛液化学组成分析 试验例 6 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中， 加入 28 g水于 170 ml 98%的 浓硫酸配成 89.1%的硫酸， 高钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.53。搅拌均匀后 开始加热。在搅拌条件下加热至 175°C左右让反应自发进行。继续搅拌约 10分钟后反应物 形成粘稠状固态混合物， 将烧杯置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。 最后移出烘 箱， 冷却至室温。加入 60°C 20%稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。然后稀 释至 600ml， 保持体系温度 70-85 °C， 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣 用 lOOmL水洗涤三次。将滤渣烘干并进行化学组成� ��析，其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 96.0%。 过滤的滤液为钛液， 其组成分析结果列于表 6。 钛液化学组成分析

实施例 7 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中，加入 47 g水于 170ml 98%的浓 硫酸配成 84%的硫酸， 高钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.53。搅拌均匀后开始 加热。在搅拌条件下加热至 175 °C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 15分钟后反应物形成 粘稠状固态混合物，将烧杯放置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。最后移出烘箱， 冷却至室温。加入 60°C 20%稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。然后稀释至 700ml,保持体系温度 70-85 °C，搅拌浸取 2小时，然后用陶瓷漏斗抽滤，每次的滤渣用 lOOmL 水洗涤三次。将滤渣烘干与组成分析，其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 97.7%。过滤的滤液为钛液， 其组成分析其结果列于表 7。

钛液化学组成分析

实施例 8 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中，加入 194ml 98%的浓硫酸， 高 钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.75。搅拌均匀后开始加热。在搅拌条件下加� � 至 175 °C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 5分钟后反应物形成粘稠状固态混合物， 将烧 杯置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。最后移出烘箱，冷却至室温。加入 60°C 20% 稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。 然后稀释至 700ml， 保持体系温度 70-85 °C , 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣用 lOOmL水洗涤三次。 将 滤渣烘干与组成分析， 其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 98.7%。过滤的滤液为钛液， 其组成分析其 结果列于表 8。

钛液化学组成分析

实施例 9 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中，加入 194ml 98%的浓硫酸， 高 钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.75。搅拌均匀后开始加热。在搅拌条件下加� � 至 175°C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 5分钟后反应物形成粘稠状固态混合物， 将烧 杯放置于 140 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。 最后移出烘箱， 冷却至室温。 加入 60°C 20%稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。 然后稀释至 700ml， 保持体系温度 70-85 °C , 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣用 lOOmL水洗涤三次。 将 滤渣烘干与组成分析， 其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 89.1%。过滤的滤液为钛液， 其组成分析其 结果列于表 9。

钛液化学组成分析

实施例 10 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中，加入 194ml 98%的浓硫酸， 高 钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.75。搅拌均匀后开始加热。在搅拌条件下加� � 至 175°C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 5分钟后反应物形成粘稠状固态混合物， 将烧 杯置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 1小时。最后移出烘箱，冷却至室温。加入 60°C 20% 稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。 然后稀释至 700ml， 保持体系温度 70-85 °C , 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣用 lOOmL水洗涤三次。 将 滤渣烘干与组成分析， 其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 90.0%。过滤的滤液为钛液， 其组成分析其 结果列于表 10。

表 10 钛液化学组成分析

实施例 11 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200 g放入 1000 ml烧杯中， 加入 107 g水于 194ml 98%的 浓硫酸配成 75%的硫酸， 高钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.75。搅拌均匀后开 始加热。在搅拌条件下加热至 170°C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 45分钟后反应物形 成粘稠状固态混合物， 将烧杯放置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。 最后移出烘 箱， 冷却至室温。加入 60°C 20%稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。然后稀 释至 700ml， 保持体系温度 70-85 °C， 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤渣 用 lOOmL水洗涤三次。 将滤渣烘干与组成分析， 其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 98.1%。 过滤的 滤液为钛液， 其组成分析其结果列于表 11。

表 11 钛液化学组成分析

实施例 12 高钛盐酸浸出渣硫酸酸解实例

取实施例 3高钛盐酸浸出渣 200g放入 1000 ml烧杯中， 加入 177 g水于 194ml 98%的 浓硫酸配成 65%的硫酸， 高钛盐酸浸出渣与 100%浓硫酸的重量比为 1 : 1.75。搅拌均匀后开 始加热。 在搅拌条件下加热至 140°C左右让反应自发进行。 继续搅拌约 120分钟后反应物 形成粘稠状固态混合物， 将烧杯放置于 180 °C的烘箱中熟化并保持温度 4小时。 最后移出 烘箱， 冷却至室温。加入 60°C 20%稀硫酸 300mL， 搅拌至反应生成物全部分散为止。然后 稀释至 700ml， 保持体系温度 70-85 °C， 搅拌浸取 2小时， 然后用陶瓷漏斗抽滤， 每次的滤 渣用 lOOmL水洗涤三次。 将滤渣烘干与组成分析， 其 Ti0 ₂ 的硫酸酸解率为 95.7%。 过滤 的滤液为钛液， 其组成分析其结果列于表 12。

表 12 钛液化学组成分析

由实施例 4-12制备所得钛液很纯， 由此钛液生产钛白粉可显著地减少水洗用水， 从而 减少废水的排放。

浸出渣扫描电镜分析试验

取一定量的按照实施例 1的方法制备得到的浸出渣， 用 200 目筛进行筛分， 3号样为 经 105°C烘 24小时后的 200目筛下物料；将 200目筛上物用水洗除去表面的细微物质后进 行 40目与 100目筛分， 各级别物料分别在 105°C下烘 24小时， 得 1号样和 2号样。 取样， 进行扫描电镜分析。

1号样 （100目〜 200目）

2号样 （40目〜 100目）

3号样 （200目以下）

由图 1至图 6可见， 本发明高钛盐酸浸出渣主要由钛铁矿 (FeTi0 ₃ )浸出晶格中铁以后 的多孔疏松状的残渣和偏钛酸团聚物组成。