一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO制造技术

本发明专利技术提供了一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO

Preparation of TiO by chlorination with titanium rich fine powder

【技术实现步骤摘要】
一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法
本专利技术属于氯化法钛白粉原料制备
，具体涉及一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法。
技术介绍
目前，TiO2的生产工艺主要有硫酸法和氯化法两种，两种方法各有优缺点：硫酸法工艺成熟，设备简单，对原料的要求不高而被广泛采用，但是其工艺流程长，操作复杂且产生的三废较多；氯化法因生产技术先进，产能大，工艺过程简单，能耗低，产品性能优越等优势得到越来越多关注，但是对原料的要求较高，要求钛品位大于85％，杂质含量少(CaO＜0.15％，CaO+MgO＜1.5％)，国外进口高质量原料UGS(一种高品位的氯化法原料，将钛渣去除Ca、Mg、Fe等杂质以提高Ti品位，生产出来的钛渣TiO2含量达95％左右，供氯化法钛白使用，这种渣被称为UGS)等的价格偏高，因而很大程度上提高了生产成本。我国攀西地区钛矿资源丰富，但是其脉石含量高，可选性差，精矿品位低，因此不能直接用于氯化法原料。低浓度钛液水解制备富钛料的方法则有效结合了硫酸法和氯化法的优势，利用硫酸法对原料要求低的优点，将钛矿进行酸解、水解制备偏钛酸，然后经水洗、煅烧、破碎后制成富钛料作为氯化法原料，大大减少了硫酸法的三废产生，解决了氯化法原料进口价格高的问题，是高品质TiO2生产的新思路。该方法在破碎过程中会产生一定量的细粉，该细粉粒度在200目以下，TiO2品位大于95％、(CaO+MgO)％<0.5％，振实密度较小，容易被沸腾氯化炉里的氯气吹走，因此不能直接投入氯化炉当原料，但其成分与合格粒度物料相同，因此很大程度上降低了收率，如果不能很好地回收利用，则会造成钛资源浪费，同时也产生了一定量的固体污染物。关于细粉料的回收利用，很多研究者对于钛渣细粉、人造金红石细粉、沸腾氯化床反应灰等类型的含钛细粉料都有研究，有的企业会采用返回电炉再次熔炼，但会增加电能成本，并且因为本专利技术涉及的富钛料细粉在性质上也与上述物料有一定差别，再次高温煅烧对粒子成长作用并不大，故常规回收方法不适用。另外一方面，氯化法生产过程中，目前在沸腾氯化炉中不仅需要投入钛料，还需要投入一定比例的石油焦与钛料反应，以提供还原性气氛，因此沸腾氯化炉生产前不仅需花费一定工时将石油焦和钛料配料，而且石油焦需采用煅后焦，若采用生焦，其气化活性较差，沸腾时容易燃烧不完全，另外，沸腾反应时，石油焦和钛料连接不紧密，容易被氯气吹散，出现分层现象，导致反应不充分。专利CN104058450A公开了“一种钛焦颗粒的造粒方法”，其具体公开了将细粒含钛物料与高分子碳氢化合物混合物加温、混合、分馏、焦化、破碎分级、煅烧等工序，制备符合氯化法原料要求的造粒方法，但是该专利需要分别将原料进行加温后在350～450℃下混合，工业实施对设备要求较高，成本高。专利CN109761271A公开了“一种回收利用含钛细料的方法”，其具体公开了将含钛细料、水、粘结剂以一定比例混合，经挤压成型、煅烧、破碎、筛分等工序制备合格粒度的氯化法原料，该方法虽然较为简单，但是该方法所获得的产品收率较低，而且该专利与上一个专利均存在后期需要配比石油焦、且配比的石油焦与钛料在氯气作用下容易出现分层，导致反应不充分的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法。本专利技术的目的是以下述技术方案实现的：一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法，包括以下步骤：S1：取所述富钛细粉料，并与固体有机粘结剂、石油焦在室温下混合均匀，所述固体有机粘结剂和所述石油焦的用量分别为所述富钛细粉料质量的5～25％和6～24％；S2：在步骤S1得到的混合物料表面均匀覆盖石油焦，然后在380～420℃下低温焦化2.5～4h；S3：将步骤S2低温焦化后的物料首次破碎至颗粒，然后在900～1200℃下高温焦化20～60min，再次破碎至颗粒，得到所述氯化法TiO2原料。优选的，所述富钛细粉料粒径小于200目。优选的，所述富钛细粉料为TiO2品位大于95％、(CaO+MgO)％<0.5％的富钛料。优选的，所述富钛细粉料为低浓度钛液水解料。优选的，所述固体有机粘结剂为选自煤焦油、煤沥青、石油沥青、酚醛树脂中的任一种或两种以上组合。优选的，所述步骤S2覆盖石油焦的厚度为1～2mm。优选的，所述步骤S3中首次破碎颗粒粒度为20～60目。优选的，所述再次破碎颗粒粒度为20～160目。本专利技术通过在富钛细粉料中添加固体有机粘结剂和石油焦，然后在室温下混合，再覆盖一层石油焦隔绝空气，减少粘结剂的用量，然后先低温焦化，再经过高温焦化，使粘结剂生成的网状结构将富钛细粉料和石油焦包裹紧密，减少细粉料的再产生，得到收率高(高于92％)、粒度合格的氯化法TiO2原料，实现了富钛细粉料的循环利用，而且通过提前配入石油焦，既减少了后期氯化反应的配料程序，还对石油焦进行了焦化，焦化时，石油焦和含钛细粉的分子可以通过固体有机粘结剂形成的骨架相连接，在后续氯化反应时两者连接比较紧密，不会被氯气吹散，出现分层现象，反应也会更加充分。另外，该方法操作简单，工艺流程和反应时间短，容易实现工业化生产，提高生产效率。具体实施方案为了更好的理解上述技术方案，下面将结合体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。本专利技术提供了一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法，包括以下步骤：S1：取富钛细粉料，并与固体有机粘结剂、石油焦在室温下混合均匀，固体有机粘结剂和所述石油焦的用量分别为富钛细粉料质量的5～25％和6～24％；采用固体有机粘结剂，相对于液体粘结剂，经过热处理后官能团的变化可形成碳骨架将物料粘结在一起，粘结性好，用量少，且经过焦化后还有一定的碳，在后续氯化过程中也能提供一些还原气氛；而以液体形式加入的有机粘结剂溶解过程较慢，且液体粘结剂与量较多的固态富钛细粉料、石油焦混合，容易出现混合不均的现象，但是采用固体有机粘结剂，固体与固体混合相对容易，可混合均匀，混合均匀后的物料在低温焦化状态下，固体有机粘结剂变为液体，可以与富钛细粉料、石油焦更好地接触。S2：在步骤S1得到的混合物料表面均匀覆盖一层石油焦，然后在380～420℃下低温焦化2.5～4h；在隔绝空气的同时减少粘结剂的热损失，可有效减少成本；S3：将步骤S2低温焦化后的物料首次破碎至颗粒，然后在900～1200℃下高温焦化20～60min，再次破碎至颗粒，得到氯化法TiO2原料。高温焦化前将低温焦化物料破碎至颗粒，有利于焦化，否则片状的混合物料难以焦化均匀。本专利技术以富钛细粉料为原料，使用固体有机粘结剂进行造粒，利用粘结剂高温产生的网状结构将物料进行包裹和粘结，制备得到满足氯化法制备TiO2需求的原料。具体的，本专利技术首先将富钛细粉料，与固体有机粘结剂、石油焦在室温下混合均匀，相比现有技术沥青热混合方法对设备要求更低，减少了挤压成型工序，同时因为本专利技术涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO

【技术特征摘要】
1.一种使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：取所述富钛细粉料，并与固体有机粘结剂、石油焦在室温下混合均匀，所述固体有机粘结剂和所述石油焦的用量分别为所述富钛细粉料质量的5～25％和6～24％；
S2：在步骤S1得到的混合物料表面均匀覆盖石油焦，然后在380～420℃下低温焦化2.5～4h；
S3：将步骤S2低温焦化后的物料首次破碎至颗粒，然后在900～1200℃下高温焦化20～60min，再次破碎至颗粒，得到所述氯化法TiO2原料。


2.如权利要求1所述的使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法，其特征在于，
所述富钛细粉料粒径小于200目。


3.如权利要求2所述的使用富钛细粉料制备氯化法TiO2原料的方法，其特征在于，
所述富钛细粉料为TiO2品位大于95％、(CaO+MgO)％<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建立，张坤，肖莎莎，张曼，冯娜，
申请(专利权)人：河南佰利联新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41