[发明专利]一种微波钠化焙烧高钛渣制备人造金红石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波钠化焙烧高钛渣制备人造金红石的方法，属于微波冶金技术领域。

背景技术

钛白粉是目前性能最好的白色颜料，广泛的应用于涂料、塑料、印刷、化工、橡胶等行业。钛白粉的生产工艺主要有两大类：一是硫酸法，即钛铁矿或钛渣与浓硫酸反应，水解生成偏钛酸，最后洗涤、煅烧即可得到钛白。二是氯化法，利用氯气还原富钛料，再将TiCl₄氧化生成TiO₂。其中，硫酸法工艺，能耗高、污染大、产品质量低，但对原料品位要求低。而氯化法工艺，污染小，产品质量高，对原料的品位要求较高。随着钛工业特别是氯化法钛白的发展，迫切需要高品质的富钛料作为氯化法工艺的支撑。随着钛工业的发展，天然金红石资源逐渐枯竭，因此，探索一种低耗高效的方法生产人造金红石，成为开发利用金红石富钛料的新的方向。人造金红石是在成分和结构性能上与天然金红石相同的富钛料，是天然金红石的优质替代品，可用于氯化法生产钛白。目前人造金红石的生产方法包括电热法，还原锈蚀法和酸浸法。

高钛渣是比较常见的电炉渣，其中的主要物相主要是黑钛石固溶体，TiO₂ 含量较高，是早期析晶产物，钛组分会部分选择性的富集于黑钛石固溶体中，但是黑钛石的硬度低、性脆，不适合进行物理分离，因此难以将钛组分分离出来。微波钠化焙烧高钛渣，是一种着眼于将高钛渣进行钠化改性处理，改变高钛渣物相，生成钛酸盐，利于后续酸浸除杂与煅烧处理提高人造金红石中二氧化钛品位的方法。

微波是频率在0.3~300GHz的高频电磁波，波长为0.1~100cm，是一种新的清洁能源，具有选择性加热、均匀加热、热转化效率高、整体加热、易于控制等优势。

专利申请号为“201310534032.5”，名称为“一种制备人造金红石的方法”提出一种以钛精矿或钛渣为原料采用流态化技术制备人造金红石的方法。将钛精矿或钛渣通过氧化和还原进行改性处理，后用酸进行流态化浸出，再将过滤干燥后的固相进行煅烧即可得到人造金红石。该法的优点是生产连续、自动化程度高，产品质量稳定。但是该法的缺点是工艺处理时间长，操作繁琐，造成生产周期长，能耗高。

发明内容

要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种微波钠化焙烧高钛渣制备人造金红石的方法。

技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种微波钠化焙烧高钛渣制备人造金红石的方法。

该制备方法的步骤如下：

A、微波干燥

将高钛渣原料置于微波反应器中在微波辐照与温度100~110℃条件下进行微波干燥，干燥时间60~120min，得到微波干燥后的高钛渣，接着

B、 钠化改性

将步骤A得到的微波干燥后高钛渣中添加碳酸钠作为改性剂，它的量是所述高钛渣的30~40%，将高钛渣与碳酸钠混合均匀后，置于微波反应器中在温度为800℃~900℃温度条件下进行微波钠化焙烧，得到微波钠化焙烧改性高钛渣，接着

C、 酸浸除杂

将步骤B得到的钠化改性高钛渣与浓度以重量计20~30%的无机酸以液固比为4~6:1混合均匀，置于水浴锅中进行酸浸除杂60~120 min。接着进行过滤、洗涤与干燥，得到酸浸除杂渣，接着

D、煅烧

将步骤C得到的酸浸除杂渣放入坩埚中，置于微波反应器中在温度900℃~1000℃的温度条件下进行煅烧，得到所述人造金红石。

根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述高钛渣是以重量计TiO₂含量为85.0%以上。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述微波装置的频率为2350~2450MHz。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述碳酸钠改性剂用硫酸钠或磷酸盐代替。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述改性剂的量是所述高钛渣重量的30~40%。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述微波钠化焙烧处理时间为40~60 min。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述微波钠化焙烧过程中控制微波加热升温速率为10~100℃/min。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述无机酸为硫酸或盐酸。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，所述微波煅烧处理时间为30~60 min。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述人造金红石的纯度是以重量计90%以上。