化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
目前硫酸法鈦白粉工廠普遍采用鈦液的制備方法
閱讀：1172 發(fā)布時間：2021-10-9在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中,，第一步就是先把固體的鈦鐵礦通過酸分解制備成可溶性鈦的硫酸鹽溶液,，同時鈦鐵礦中的鐵和大部分金屬雜質(zhì)也變成可溶性的硫酸鹽,，以便以后將各種雜質(zhì)分離,。因?yàn)槠F酸亞鐵(鈦鐵礦)是一種弱酸弱堿鹽,，用強(qiáng)酸(H2SO4)與它反應(yīng)基本上是不可逆的,，反應(yīng)可以進(jìn)行得比較*。
鈦鐵礦的酸分解(簡稱酸解)有干法和濕法,。干法是把磨細(xì)后的鈦鐵礦與硫酸混合進(jìn)行加熱,、焙炒，待分解完成后加水稀釋浸取,，獲得鈦的硫酸鹽溶液,。該法不能進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，目前在實(shí)驗(yàn)室中制備鈦的硫酸鹽溶液有時還用這種方法,。
濕法就是目前普遍采用的硫酸法,。濕法從發(fā)展的歷史來看，曾有過5種不同方法:即液相法,、固相法,、兩相法、加壓法和連續(xù)法,。
液相法:反應(yīng)始終在液相狀態(tài)下進(jìn)行,。在這里，硫酸(有效酸)濃度與鈦總含量之比值非常重要叫做酸比值,，通常以F來表示,。采用55%~65%的硫酸酸比值較高(F值3~3.2)，所以得到的鈦液絕大部分以正硫酸鈦—Ti(SO4)2的形式存在,。該方法因?yàn)榉磻?yīng)時間太長,，耗酸、耗蒸汽多,，加上F值太高造成以后水解困難,，水解率低，工業(yè)生產(chǎn)一般不采用此法,。試驗(yàn)證明液相法的硫酸濃度即使只有10%,，也能獲得硫酸鈦溶液，但反應(yīng)時間更長,，因?yàn)?0%硫酸的沸點(diǎn)只有10℃,，在98℃下反應(yīng)8h,，酸解率只有30%。
兩相法:兩相法采用的硫酸濃度為65%~80%,，F(xiàn)值控制在1.8~2.2之間,，操作時先把硫酸加熱至120℃左右，然后加入礦粉繼續(xù)攪拌加熱到150~200℃,，主反應(yīng)3h,，反應(yīng)物為糊狀物，接著冷卻,、加水浸取保持一定的懸浮液濃度,，至酸解率達(dá)到85%~90%時為止。兩相法雖比液相法耗用硫酸少,，但反應(yīng)時間長,，酸解率低仍不經(jīng)濟(jì)。
固相法:該法是目前硫酸法鈦白粉工廠普遍采用的方法,，因?yàn)樗c前兩種方法相比具有反應(yīng)溫度高,、反應(yīng)歷程短、耗用硫酸少的優(yōu)點(diǎn),。用這種方法生產(chǎn)的硫酸濃度一般在85%~95%,，反應(yīng)激烈、迅速,，由于濃硫酸的沸點(diǎn)高,，最高反應(yīng)溫度可高達(dá)200~250℃，反應(yīng)一般在5~15min內(nèi)即可完成,，反應(yīng)放出大量的熱,，因此能源較省，耗酸也較少,，F(xiàn)值一般控制1.7~2.1,，所得產(chǎn)品為多孔的固相物，容易加水浸取,，酸解率通?？梢赃_(dá)到95%以上。
加壓法:采用20%~50%濃度的稀硫酸,，在一耐腐蝕的受壓設(shè)備中進(jìn)行,，一般生產(chǎn)人造金紅石或電焊條用的金紅石有時采用此種方法。
連續(xù)法:該法使用發(fā)煙硫酸和20%硫酸的混合酸,，先制得半流體狀的反應(yīng)物,，然后再高溫固化,。加壓法,、連續(xù)法對反應(yīng)設(shè)備的材質(zhì)要求很高,，操作復(fù)雜，在工業(yè)化鈦白粉生產(chǎn)中尚未采納,。