高钛渣亚熔盐法制备钛酸盐的研究

• 作 者: 仝启杰
• 机 构: 中国科学院过程工程研究所
• 出 处: 中国科学院过程工程研究所
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 高钛渣 亚熔盐法 钛酸钾 二氧化钛 制备工艺 反应动力学 清洁工艺

由高钛渣或钛铁矿为原料生产钛白粉或钛酸盐是重要的化工与冶金基础原料工业。目前国内外采用的硫酸法生产钛白传统工艺，工艺复杂，流程长，排放大量废酸、废水和废渣，环境污染极其严重；氯化法钛白工艺技术先进，但是，对原料要求苛刻，产生的废弃金属氯化物有毒，只能深井填埋。中国科学院过程工程研究所将亚熔盐清洁生产技术平台应用于钛资源的清洁转化，首次提出亚熔盐钛化合物清洁生产新工艺，以取代传统的钛盐和钛白粉生产方法。新工艺可大幅提高资源利用率，降低反应温度，并能实现资源有价组分的高效清洁利用。　　
钛盐清洁生产工艺的核心部分是高钛渣或钛铁矿在亚熔盐非常规流动介质中进行液—固两相反应。本文在课题组前期研究工作基础上，以高钛渣为原料，对亚熔盐液—固两相反应过程进行了系统研究，为工艺设计提供理论依据。主要内容如下：　　
1.研究氢氧化钾亚熔盐为反应介质的液—固两相反应过程的动力学特性，系统考察了碱矿比、反应温度、搅拌速度、初始碱浓度对反应转化率的影响，确定了清洁转化优化工艺条件。结果表明，反应温度对反应转化率影响最大，高钛渣亚熔盐法液—固两相反应过程在220-280℃的反应动力学为表面化学反应控制。　　
2.以高钛渣为原料制备了中间体三钛酸钾(K4Ti3O8)晶须，考察不同反应条件对钛酸钾晶须形貌的影响。结果表明，反应温度、反应时间和碱矿比均影响晶须形貌。　　
3.将中间体三钛酸钾进行水解，结果表明碱性条件下的水解产物在650-850℃煅烧得到八钛酸钾，在1100℃煅烧得到金红石型TiO2。酸性条件下的水解产物煅烧后产物为TiO2。