含钛硫酸浸出液的水解研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.07.007含钛硫酸浸出液的水解研究宋强，王家伟，徐本军（贵州大学材料与冶金学院，贵阳550003）摘要：制备了含钛硫酸浸出液，并通过单因素和正交试验考查了水解时间、水解温度和钛液浓度对水解率的影响。结果表明，影响二氧化钛水解率因素的主次顺序为：水解温度、钛液浓度和水解时间。较佳水解条件为：水解温度95℃、钛液浓度110g/L，水解时间210min，此时，水解率为97.12%，能满足工业生产要求。关键词：赤泥；富钛渣；硫酸；水解；正交试验中图分类号：TF822文献标识码：A文章编号：10

2、07-7545（2012）07-0000-00ResearchonHydrolysisofTitaniumSolutionLeachedbySulfuricAcidSONGQiang,WANGJia-wei,XUEBen-jun(MaterialsandMetallurgicalCollege,GuizhouUniversity,Guiyang550003,China)Abstract:Thetitaniumsolutionleachedbysulfuricacidwasprepared,andtheeffectsofhydrolysistime,hyd

3、rolysistemperatureandtitaniumconcentrationonhydrolysisratewerestudiedwithsingleandorthogonalexperiment.Theresultsshowthatthefactorssequencedaccordingtothesignificantlevelwerehydrolysistemperature,titaniumconcentrationandhydrolysistime,respectively.Theoptimumhydrolysisconditionsin

4、cludehydrolysistemperatureof95℃,titaniumconcentrationof110g/L,hydrolysistimeof210min,underwhich,thehydrolysisratereaches97.12%,meetingtherequirementofindustrialproduction.朗读显示对应的拉丁字符的拼音Keywords:redmud;Ti-enrichedslag;sulfuricacid;hydrolysis;orthogonalexperiment赤泥是氧化铝生产过程中产生的废弃物，每

5、生产1t氧化铝要排出1~1.3t赤泥[1]，通常都是筑坝堆存，不仅占用大量土地，而且还造成其中Ti、Fe等资源的浪费。近年来，研究者对赤泥的综合利用进行了大量研究[2-8]。采用硫酸法对赤泥处理后制备钛白粉是一种比较有前景的方法，且附加值高，前期作者对赤泥富钛渣的硫酸浸出开展了大量研究[9]，在此基础上，本文进一步开展水解时间、钛液浓度、水解温度等对钛液水解率的影响，以期为赤泥的综合利用开辟新途径。1试验1.1浸出液的制备采用某氧化铝厂生产后的赤泥制备低铁富钛渣[9]，其化学成分为（%）：Ti51.88、SiO24.30、CaO0.64、MgO1.65、

6、Fe2O31.81。富钛料主要含钛，还有铁、钙、镁、硅等元素，含量不是太高。物相分析发现钛主要以TiO2和Fe2TiO5形态存在。将上述富钛渣在180℃、140min和硫酸浓度为95%的条件下进行浸出，制备得合格的浸出液。1.2试验原理将钛液加热并维持沸腾，加蒸馏水进行一定稀释，钛液便发生水解反应，生成白色的俗称偏钛酸沉淀，反应如下：TiOSO4+nH2O=TiO2·(n-1)H2O↓+H2SO4（1）Ti(SO4)2+nH2O=TiO2·(n-1)H2O↓+H2SO4（2）由于水解反应在较高硫酸浓度下进行，且随着水解反应进行，与钛化合的硫酸逐渐游离出来

7、，增加了游离酸的浓度，此时杂质金属硫酸盐不发生水解，钛液中绝大部分杂质残留在水解母液中，从而实现二氧化钛与杂质的分离。1.3试验过程及设备试验装置见文献[9]。量取试验所需体积的蒸馏水于反应容器中，加热到一定温度，均匀加入一定量钛液，控制一定钛液浓度，升温到水解温度并保温进行水解反应，待水解反应时间到达后，进行过滤并洗涤，所得产品烘干并分析其中的钛，以计算钛的水解率（即液相中TiO2转变为固相TiO2的百分比），计算如式（3）所示。然后通过电镜对产品进行表征。（3）2结果与讨论2.1水解时间水解温度85℃，钛液浓度90g/L，当水解时间分别为90min、

8、130min、170min、210min和250min时，钛液水解率分别为81.