[发明专利]一种利用氯化法钛白粉副产氯化渣制备铁红的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铁红的生产工艺，具体地讲，涉及到一种氯化渣的资源化利用制备氧化铁红的生产工艺。

背景技术

钛白粉学名为二氧化钛，被认为是世界上性能最好的一种白色颜料，具有较高的遮盖力、耐候性、消色力等，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等精细化工行业。目前生产钛白粉的方法主要有硫酸法和氯化法两种工艺。硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经锻烧、粉碎即得到钛白粉产品。该工艺的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸和水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。氯化法是将金红石或高钛熔渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产精四氯化钛，精馏、除钒后，进行高温氧化，分级、表面处理，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。其优点是流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少等优点，由于其在环保和产品质量上的优势，氯化法成为国内钛白粉行业产业升级的方向。

在氯化工艺技术方面，目前成熟的、广泛使用的钛白粉氯化工艺为沸腾氯化。氯化法钛白粉和金属钛工业生产四氯化钛时，钛原料与氯气进行高温氯化反应得到中间产品四氯化钛，其钛原料中的所有杂质也一同参与氯化反应，其主要生产化学反应原理如下：

TiO₂+C+2Cl₂＝TiCl₄+CO₂ (1)

FeTiO₃+3/2C+3Cl₂＝FeCl₂+TiCl₄+3/2CO₂(2)

FeO+1/2C+Cl₂＝FeCl₂+1/2CO₂(3)

MgO+1/2C+Cl₂＝MgCl₂+1/2CO₂(4)

2Al₂O₃+3C+2Cl₂＝2AlCl₃+3CO₂ (5)

SiO₂+C+2Cl₂＝SiCl₄+CO₂(6)

按反应(2)(3)(4)产生的高沸点的化合物如FeCl₂、MgCl₂和未被完全反应的含钛原料和还原剂石油焦等物质，从氯化反应炉出来，首先被初步降温进行分离而得到的固体物质，生产上称之为氯化渣。现有用于氯化钛白粉、金属钛等商业用途生产四氯化钛的钛原料有冶炼高钛渣、天然金红石、人造金红石、钛铁矿等；因经济与能耗资源的地域不同，多数采用冶炼钛渣作为生产四氯化钛的钛原料，也有采用天然金红石与钛铁矿混合的钛原料工艺，因采用的钛原料中TiO₂含量的高低，氯化后产生的氯化渣也有多寡。

表1、不同钛含量原料氯化时产生的废渣量

表2、沸腾氯化工艺氯化渣的成分及含量

在申请号为CN201310177584.5的专利申请说明书中就公开了一种氯化渣处理方法。该方法是将：将熔盐氯化渣用水或稀酸溶液进行浸取；然后以空白有机相I为萃取剂，以碱性溶液I为反萃取剂对浸出液进行萃取与反萃取，得到反萃取液I；用酸调节反萃取液I的酸度后，以空白有机相II为萃取剂、碱性溶液II为反萃取剂对其进行萃取与反萃取，得到萃取余液II与反萃取液II；将钪沉淀剂加至萃取余液II中，过滤煅烧，得到氧化钪；将反萃取液II与钍铀沉淀剂混合，过滤得到钍铀富集物。与现有熔盐氯化渣的处理相比，该发明处理方法虽然提取了废渣中的高附加值元素钪，又回收了废渣中的钍和铀，但仍有大量的废渣未实现资源化利用。