富钪锐钛矿综合回收过程中钛的浸出行为研究

昆明理工大学解，进一步进行一段渣硫酸化焙烧浸出试验研究，在酸矿比为1，焙烧温度400℃，焙烧时间90min,H2S04浓度2.76mol/L,浸出温度100℃，液固比3ml/g,浸出时间60min,搅拌速度300rmin的条件下，TiO2、Sc2O3、Al2O3、TFe的浸出率相对于原矿计算结果分别为93.05%、90.85%、98.31%、99.34%，钛的浸出率大幅提高。浸出渣含Ti021.43%、Al2031.16%、TFe0.39%、Si0280.56%、Ca00.024%、Mg00.01%、K200.062%。试验结果表明，一段渣硫酸化培烧浸出法可以高效浸出钛、钪、铝、铁，并得到纯度较高的无定型活性二氧化硅。根据浸出液的性质，进行了一段浸出液结晶铝、萃取钪、废酸浓缩和一段渣硫酸化焙烧浸出液萃取钛、结晶铝等探索试验研究，分别制备了粗氧化钪、粗钛渣、硫酸铝铵、无定型活性二氧化硅、硫酸铁系列产品，初步确定了“一段硫酸常压浸出-一段渣硫酸化焙烧浸出-浸出液分别单独处理”的分支并联工艺流程处理该锐钛矿的技术方案，探索试验进一步说明，采用“一段硫酸常压浸出-一段渣硫酸化焙烧浸出”的浸出工艺对实现该锐钛矿的无尾排放、清洁生产、高效利用是合理的。在酸浸试验研究的基础上，对钛的浸出相关机理做了深入研究。热力学分析计算结果表明，锐钛矿的硫酸溶解反应不能自发进行，锐钛矿较难被浸出。不同温度下的浸出动力学分析表明，钛的酸浸过程属于化学反应控制，表观活化能为43.38kJmo'。不同H2S04浓度下的浸出动力学分析表明，随着HS04浓度的增加，钛的酸浸过程从化学反应控制向内扩散控制转换，表观反应级数为4.1009。XRD分析结果表明：一段浸渣中主要矿物相为锐钛矿、二氧化硅和氧化铝，二段浸渣中主要矿物相为锐钛矿和二氧化硅，硫酸化焙烧浸渣中主要矿物相为二氧化硅，同时也说明了锐钛矿与硫酸的浸出反应较难发生。SEM-EDS分析结果表明：随着浸出过程的进行，赤铁矿和锐钛矿与硫酸发生反应完全溶解而消失，而高岭石和累托石与硫酸发生反应并非完全溶解，而是留下一层不溶于硫酸的二氧化硅层，从而使矿粒结构疏松多孔。论文采用“一段硫酸常压浸出-一段渣硫酸化焙烧浸出”解决了不可选锐钛矿中钛的高效浸出问题，探讨了复杂难处理锐钛矿的浸出机理，并提出了“分支并联”处理浸出液实现清洁高效综合利用该锐钛矿资源的合理方案，论文的研究，对类似矿产资源的开发与研究具有重要的理论意义和现实意义。