硫酸浸出赤泥富鈦渣

1、硫酸浸出赤泥富鈦渣硫酸浸出赤泥富鈦渣宋強，王家偉，徐本軍（貴州大學材料與冶金學院，貴陽550003）摘要摘要：制備了赤泥富鈦渣，并通過單因素和正交試驗考查了硫酸濃度、反應時間、反應溫度對二氧化鈦酸解率的影響。結(jié)果表明，影響二氧化鈦酸解率因素的主次順序為硫酸濃度、反應溫度和反應時間。較佳酸化條件是反應溫度180℃、反應時間140min和硫酸濃度95%，二氧化鈦酸解率為96.32%。關鍵詞關鍵詞：赤泥；富鈦渣；浸出；硫酸中圖分類號：中圖分類

2、號：TF822文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：10077545（2012）05000000LeachingofTienrichedSlagfromRedMudwithSulfuricAcidSONGQiangWANGJiaweiXUEBenjun(MaterialsMetallurgicalCollegeGuizhouUniversityGuiyang550003China)Abstract:TheTienrichedsl

3、agwaspreparedtheinfluenceofsulfuricacidconcentrationreactiontimereactiontemperatureonacidolysisrateoftitaniumdioxidewerestudiedbysinglefactthogonalexperiment.Theresultsshowthatthefactssequencedaccdingtothesignificantleve

4、lweresulfuricacidconcentrationreactiontemperaturereactiontime.Theoptimumacidificationconditionsincludethereactiontemperatureof180℃reactiontimeof140minthesulfuricacidconcentrationof95%undertheseconditionstheacidolysisrate

5、oftitaniumdioxidereaches96.32%.Keywds:redmudTienrichedslagleachingsulfuricacid赤泥是氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，每生產(chǎn)1t氧化鋁約產(chǎn)出1~1.3t赤泥[1]，我國每年約產(chǎn)生500萬t赤泥。目前大多數(shù)氧化鋁廠都是將赤泥筑壩堆存，這種簡單的處理方式不僅占用大量土地，而且造成了赤泥中有價金屬Ti、Fe等資源的浪費。近年來，研究者對赤泥的綜合利用進行了大量研究[28]。

6、采用硫酸法對赤泥處理后制備鈦白粉是一種比較有前景的方法，且附加值高。因此，本文就硫酸浸出赤泥富鈦渣開展了研究，考查硫酸濃度、反應時間和反應溫度等對二氧化鈦酸解率的影響，以獲得較佳酸解條件，為后續(xù)研究奠定基礎。1試驗試驗1.1富鈦渣的制備富鈦渣的制備采用某氧化鋁廠生產(chǎn)后的赤泥制備低鐵富鈦渣，其制備條件：在鈣比2.15、燒結(jié)溫度1150℃、燒結(jié)時間40min、堿比1.8燒結(jié)后，溶出時間為20min的條件下進行燒結(jié)礦溶出氧化鋁，再將廢鹽酸對溶

7、出后的渣進行浸出，浸出條件為：廢酸過量系數(shù)1.2、鹽酸濃度6molL、反應溫度90℃、反應時間60min。在以上條件下制備的富鈦渣主要化學成分為（%）：Ti51.88、SiO24.30、CaO0.64、MgO1.65、Fe2O31.81。物相分析表明鈦主要以TiO2和Fe2TiO5形態(tài)存在。1.2試驗原理試驗原理富鈦渣與濃硫酸在加熱條件下，鈦的氧化物與硫酸發(fā)生反應，生成可溶的硫酸氧鈦及硫酸鈦：TiO2H2SO4=TiOSO4H2O（1）

8、TiO22H2SO4=Ti(SO4)22H2O（2）Ti2O33H2SO4=Ti2(SO4)33H2O（3）富鈦渣中除了含鈦的氧化物外，還含有氧化鋁、三氧化二鐵、二氧化硅等物質(zhì)，硫酸在與二氧化鈦反應的同時，也與以上物質(zhì)發(fā)生副反應，生成對應的硫酸鹽：Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O（4）Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O（5）1.3試驗過程及設備試驗過程及設備量取一定體積的硫酸溶液于反應容器中（試驗裝置如

9、圖1所示），控制酸礦比（質(zhì)量比）為2.5∶1，加熱到一定溫度，稱取10g富鈦料加入硫酸溶液中，升溫到酸解溫度并保溫進行酸解反應，達到預定反應時間后，用蒸餾水洗滌并過濾，濾液用于后續(xù)水解試驗，濾渣烘干后采用吸光度法分析其中的鈦，并計算酸解率?；痦椖炕痦椖浚嘿F州省基金項目（黔科合J字[2009]2057號）；貴陽市科技局項目（[2010]筑科Ⅰ合同字第176號、筑科合同[2011205]57號）doi：10.3969j.issn.100

10、77545.2012.05.009極差7.003.7618.44從表1可得出，三因素對二氧化鈦的酸解率的影響程度大小順序為：硫酸濃度反應溫度反應時間，最佳酸解條件為：溫度190℃、時間140min、硫酸濃度95%。對正交試驗數(shù)據(jù)進行回歸擬合后的方程如式（6）所示，其回歸性很好，相關系數(shù)為0.99。（6）2.186C0.0019C0.67B0.0024B8.27A0.022A916.48222?????式中：η為二氧化鈦酸解率，%；A為反

11、應溫度，℃；B為反應時間，min；C為硫酸濃度，%。根據(jù)回歸方程，在最佳酸解條件下，二氧化鈦酸解率計算值為97.9%，驗證試驗二氧化鈦酸解率為97.1%，吻合比較好，從試驗發(fā)現(xiàn)，溫度過高后，酸的分解比較嚴重，因此將酸解溫度降低為180℃，通過試驗，此條件下二氧化鈦的酸解率為96.32%，基本能滿足工業(yè)化要求。3結(jié)論結(jié)論隨著硫酸濃度和酸解時間的增加和酸解溫度的升高，二氧化鈦酸解率逐漸增加，對二氧化鈦酸解率影響因素的主次順序為：硫酸濃度反應

12、溫度反應時間。適合赤泥富鈦渣的較佳酸化條件為：酸解溫度180℃、酸解時間140min、硫酸濃度95%，此時二氧化鈦酸解率為96.32%。參考文獻參考文獻[1]張江娟.從赤泥中回收二氧化鈦的初步研究[J].中國資源綜合利用，2003(1)：2830.[2]攀志華，方永浩，趙成朋，等.堿礦渣赤泥水泥的研究[J].堿酸鹽通報，1999(3)：3440.[3]焦占忠，刑國，王化民.利用工業(yè)廢渣赤泥和粉煤灰研制免蒸免燒磚[J].輕金屬，1993(

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